TM1637數(shù)碼管模塊的使用

這個數(shù)碼管模塊有意思的地方不是中間有兩個小點，而是它的控制方式：只需要兩個引腳就能夠控制，通信方式與IIC很像。

TM1637的通信比IIC要簡單些，可以作為IIC入門的學習，還是有一定幫助的。

模塊簡介

先說明一下，TM1637是天微電子的一款驅動芯片，數(shù)碼管是普通的共陽數(shù)碼管，模塊是連接了驅動芯片和數(shù)碼管的板子，模塊的功能不完全代表芯片的功能。

相比于直接使用數(shù)碼管，這一模塊有這些優(yōu)點：

1. 占用的IO少，只需要2個IO口就能控制；
2. 驅動芯片帶有顯存，不需要占用資源做動態(tài)顯示；
3. 不需要寫PWM程序，可以直接調節(jié)數(shù)碼管的亮度；
4. 價格不高，兩塊多一個，淘寶到處都有賣（誤）。

此外，TM1637還有按鍵掃描功能，可以接8*2bit的矩陣鍵盤，可惜這模塊并沒有引出相應的引腳。

相比于IIC的通信方式，TM1637沒有設備地址，直接發(fā)送數(shù)據(jù)，且傳輸數(shù)據(jù)時是按從低位到高位的順序。

通信內容

簡單介紹完畢，因為這模塊只有數(shù)碼管顯示功能，下面就只以控制數(shù)碼管顯示為例，說說怎么玩這個模塊。

TM1637芯片引腳圖

TM1637的數(shù)據(jù)指令只有3種，以最高兩位比特位B7、B6進行區(qū)別：

一個完整數(shù)據(jù)指令包含四個部分（按傳輸順序排列）：

1. 開始命令
2. 數(shù)據(jù)指令
3. 應答信號
4. 結束命令

1、開始與結束命令

當CLK在高電平時，DIO從高變?yōu)榈蜑殚_始命令，從低變?yōu)楦邽榻Y束命令。

除了開始與結束命令外，在傳輸其他數(shù)據(jù)時DIO都不能在CLK為高電平時發(fā)生變化，否則會影響數(shù)據(jù)的傳輸。

如果在指令或數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)送了結束命令，那么當前傳輸?shù)闹噶罨驍?shù)據(jù)無效（之前傳輸?shù)臅Ａ簦?，通信會被初始化?/p>

2、應答信號

當傳輸數(shù)據(jù)正確時，TM1637會在第八個時鐘的下降沿，產生一個應答信號ACK將DIO拉低，在第九個時鐘結束之后釋放DIO。

翻譯一下就是，每過了8個時鐘，在第9個時鐘DIO會變?yōu)榈碗娖?，?0個時鐘才可以開始發(fā)送下一部分數(shù)據(jù)。

判斷應答信號可以知道數(shù)據(jù)是否正確傳輸：先將DIO置高電平，若DIO不被拉低，則數(shù)據(jù)沒有正確傳輸。

3、數(shù)據(jù)指令

數(shù)據(jù)指令有三種：數(shù)據(jù)命令設置、地址命令與顯示數(shù)據(jù)、顯示控制。

1. 數(shù)據(jù)命令設置：設置TM1637的通信模式與通信方式。
2. 顯示控制命令設置：設置數(shù)碼管的亮度。
3. 地址命令設置：對數(shù)碼管進行段選和位選。
   說明：為了配合數(shù)據(jù)手冊的時序圖，下面按1→3→2的順序講，這一順序不會對實際效果產生影響。

3.1、數(shù)據(jù)命令設置

數(shù)據(jù)命令設置包含三部分：數(shù)據(jù)讀寫模式設置、地址增加模式設置、測試模式設置。

在控制數(shù)碼管時，數(shù)據(jù)讀寫模式設置、測試模式設置都是固定的，地址增加模式設置可以根據(jù)情況進行調整：

自動地址增加模式：

在設置了地址后，每傳輸完一個顯示數(shù)據(jù)，地址會自動加一，當出現(xiàn)結束命令時停止。

舉例：該模式下，假設進行位選選中第二個數(shù)碼管后發(fā)送段選數(shù)據(jù)，當段選數(shù)據(jù)完成后，位選會自動選中第三個數(shù)碼管。

固定地址模式：

在設置了地址后，后面只有一個顯示數(shù)據(jù)，之后發(fā)送結束命令。

舉例：該模式下，對每位數(shù)碼管發(fā)送段選數(shù)據(jù)后位選不會自動加一，只能控制一位數(shù)碼管；若需要控制多位，在發(fā)送完一次段選數(shù)據(jù)后需要再發(fā)送下一位數(shù)碼管的位選數(shù)據(jù)。

3.2、地址命令設置

這一步開始就是真正的數(shù)碼管控制了，和直接控制數(shù)碼管的步驟一樣，TM1637先處理地址命令（位選），隨后處理顯示數(shù)據(jù)（段選）。

位選：

該模塊一共有4位共陽數(shù)碼管（芯片最多能控制6個），地址從00H到03H，中間的小點由第二位數(shù)碼管的小數(shù)點控制

段選：

顯示數(shù)據(jù)一共8個比特位，從低位到高位對應著數(shù)碼管的8個段（就是段選，一樣一樣的），需要注意數(shù)碼管共陽與共陰的數(shù)據(jù)是相反的。

例如，需要控制第2位數(shù)碼管顯示數(shù)字2，需要發(fā)送以下數(shù)據(jù)（以固定地址模式為例）：

1. 【灰色】發(fā)送開始命令；
2. 【紅色】發(fā)送地址命令（進行位選）0xC1（1100 0001）；
3. 【綠色】TM1637產生ACK應答；
4. 【藍色】發(fā)送顯示數(shù)據(jù)（進行段選）0x5B（0101 1011，共陽數(shù)碼管顯示數(shù)字2）；
5. 【綠色】TM1637產生ACK應答；
6. 【黃色】發(fā)送結束命令。

3.3、顯示命令設置

TM1637可以調節(jié)8級占空比：

需要注意，B3控制顯示的開關，只有為1時數(shù)碼管才會進行顯示。

編程流程

下面結合一個例子，說說TM1637的通信流程。

假設需要控制第一位數(shù)碼管顯示2，第二位數(shù)碼管顯示3，模式為固定地址模式，亮度為最大亮度。

大致流程：

1. 發(fā)送設置數(shù)據(jù)；
2. 發(fā)送數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)；
3. 發(fā)送亮度數(shù)據(jù)。

第一步：發(fā)送設置數(shù)據(jù)

1. 發(fā)送開始命令；
2. 進行數(shù)據(jù)命令設置，發(fā)送0x44（0100 0100）；
3. TM1637產生ACK應答；
4. 發(fā)送結束命令；

第二步：發(fā)送數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)

（和上面那個例子一樣，看過上面的這里跳過就行了）

1. *發(fā)送開始命令；
   *
2. 發(fā)送地址命令（進行位選）0xC0（1100 0000）；
3. *TM1637產生ACK應答；
   *
4. 發(fā)送顯示數(shù)據(jù)（進行段選）0x5B（0101 1011，共陽數(shù)碼管顯示2）；
5. TM1637產生ACK應答；
6. 發(fā)送結束命令。
7. *發(fā)送開始命令；
   *
8. 發(fā)送地址命令（進行位選）0xC1（1100 0001）；
9. *TM1637產生ACK應答；
   *
10. 發(fā)送顯示數(shù)據(jù)（進行段選）0x4F（0100 1111，共陽數(shù)碼管顯示3）；
11. TM1637產生ACK應答；
12. 發(fā)送結束命令。

第三步：發(fā)送亮度數(shù)據(jù)

1. *發(fā)送開始命令；
   *
2. 進行顯示控制，發(fā)送0x8F（1000 1111）；
3. TM1637產生ACK應答；
4. 發(fā)送結束命令。

這里就完成了數(shù)碼管的顯示控制，流程不多，也比較簡單。

再進一步，可以寫一下計數(shù)程序：

前面提到過，TM1637有顯存功能，當不對其進行控制時，會一直顯示之前顯示的數(shù)據(jù)。

假設之前顯示的是1234，然后按上面的例子只對第一、第二位數(shù)碼管發(fā)送了數(shù)據(jù)，那么顯示的的就是2334。

如果不能正常顯示，可以檢查一下是否沒設置亮度，以及數(shù)據(jù)傳輸是否按照要求。

這里推薦一個小東西：邏輯分析儀，20多元的、像U盤的那種就夠了，這東西在我之前舵機的那篇文章中出現(xiàn)過，但它正真的作用是分析通信的時序，在檢查數(shù)據(jù)傳輸時非常有用。

最后

兜兜轉轉最后還是在玩燈哈哈

像上面說的，這芯片的通信方式與IIC類似，正在學習IIC的同學可以嘗試一下玩玩這個。

這里只是簡單講了下這一芯片的控制，要想了解這塊芯片的更多玩法可以去看官方的數(shù)據(jù)手冊。