STM32 I2C寫入驅(qū)動數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

Matlab版本： 2021b

操作系統(tǒng) ：Win10專業(yè)版

硬件平臺 ：YF-STM32-ALPHA 1R4

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ：I2C驅(qū)動數(shù)碼管芯片顯示‘0’~‘A’字符

模型與原理圖

本次實(shí)驗(yàn)所用到的simulink模型如圖5.2所示，電路原理圖如圖5.3所示，實(shí)驗(yàn)效果為數(shù)碼管從‘0’~‘A’輪流顯示，如圖5.1所示。

圖5.1 數(shù)碼管驅(qū)動顯示實(shí)驗(yàn)效果

圖5.2 數(shù)碼管顯示I2C驅(qū)動模型

圖5.3 CH422G共陰數(shù)碼管電路連接

基礎(chǔ)模型介紹與分析

1、數(shù)碼管簡介

數(shù)碼管簡單來說就是將多個LED有規(guī)律的排列在一起，實(shí)驗(yàn)中用到的數(shù)碼管外觀如圖5.4所示，其型號為：FJ3461AH，三維尺寸：30.00mmx14.00mmx7.20mm，數(shù)碼管內(nèi)部為共陰極，內(nèi)部電路原理和引腳定義如圖5.5圖所示。

圖5.4 數(shù)碼管實(shí)物外觀

圖5.5 數(shù)碼管尺寸及內(nèi)部電路原理圖

2、CH422G芯片介紹

數(shù)碼管驅(qū)動芯片CH422引腳分布如圖5.6所示，引腳定義解釋參考表5.1。

圖5.6 數(shù)碼管驅(qū)動芯片

表5.1 CH422G芯片引腳功能說明

3、simulink模型分析

本次實(shí)驗(yàn)中只用到I2C寫模型，寫I2C數(shù)據(jù)核心模型如圖5.7所示，其參數(shù)設(shè)置如圖5.8所示，其中“I2C module”用于設(shè)置選用哪個I2C，即STM32中常說的I2C0,I2C1,I2C2，實(shí)驗(yàn)中用到的I2C芯片連接在I2C2(PB10->SCL，PB11->SDA)上，"Slave address"用于設(shè)置I2C器件地址，圖中為了便于理解，使用了一個hex2dec('24')模型轉(zhuǎn)換函數(shù)，“Slave register addr”用于設(shè)置寄存器地址，參數(shù)設(shè)置基本就介紹這些，后面用到其它方式再逐一介紹，這里面的具體參數(shù)含義稍后為大家解答。

圖5.7 I2C向寄存器寫數(shù)據(jù)模型

圖5.8 I2C寫模型參數(shù)設(shè)置

在驅(qū)動CH422芯片前，我們首先要知道進(jìn)行哪些參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)寫入才能使數(shù)碼管正常工作，如下代碼所示，先對芯片進(jìn)行設(shè)置（讀者朋友對著操作即可，此代碼為官方提供的參考代碼，官方手冊上只有0x48和0x46有簡要說明)，我們只需往0x48,0x44,0x46地址中寫入固定數(shù)據(jù)，最后往0x60地址中寫如要顯示的數(shù)據(jù)即可。

/* 共陰數(shù)碼管編碼表 0~F */
unsigned char BCD_decode_tab[ 0x10 ] = { 0X3F, 0X06, 0X5B, 0X4F, 0X66, 0X6D, 0X7D, 0X07, 0X7F, 0X6F, 0X77, 0X7C, 0X58, 0X5E, 0X79, 0X71 };   //0--9數(shù)碼管數(shù)字




CH422_Write(0x48,0x01);  /* 設(shè)置輸出引腳 DIG0～DIG3 開漏輸出使能  */
CH422_Write(0x44,0x00);  /* 設(shè)置低8位開漏輸出命令，默認(rèn)方式 */
CH422_Write(0x46,0x00);  /* DIG0～DIG3使引腳輸出低電平 */


CH422_Write(0x60,BCD_decode_tab[i]); /* 設(shè)置雙向輸入輸出命令，顯示數(shù)據(jù)用 */

這里作者首先用C語言方式正常驅(qū)動數(shù)碼管工作，如圖5.9所示，這是參數(shù)設(shè)置過程正確時邏輯分析儀捕獲到的I2C波形，圖5.10為正常顯示數(shù)字過程中捕獲到的I2C波形。

圖5.9 C語言方式正常設(shè)置數(shù)碼管波形

圖5.10 C語言方式正常顯示數(shù)字波形

為了實(shí)現(xiàn)上述相同的效果，我們需要在simulink對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置來達(dá)到上述效果，0x48,0x44,0x46參數(shù)設(shè)置如圖5.11~5.13所示，細(xì)心的讀者應(yīng)該有發(fā)現(xiàn)，器件地址與C語言寫的地址不一樣，這里作者暫時沒找到原因，但是好在還有一定的規(guī)律可循，最終得到的波形如圖5.14所示，與C語言驅(qū)動的還是有點(diǎn)不一樣，只代表其能工作，圖中首次出現(xiàn)一個脈沖符號樣式，"Enable"模型它是作為子模型的使能用，另外就是每一個寫入模型都是放在一個子模型中，方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行控制操作。

圖5.11 simulink中"0x48"寫入“0x01”

圖5.12 simulink中"0x44"寫入“0x00”

圖5.13 simulink中"0x46"寫入“0x00”

圖5.14 使用simulink模型初始化數(shù)碼管I2C波形

數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)顯示模型如圖5.15所示，地址部分還是一樣的問題，只是寄存器部分?jǐn)?shù)據(jù)可以正常使用編碼表中的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)，最終的波形如圖5.16所示。

圖5.15 simulink中"0x60"寫入“0x3F”

圖5.16 simulink模型“0x60”顯示字母'A'指令波形

最后我們來看下整個模型，參考圖5.2中，除最后一個顯示模型，其它所有的I2C寫入模型都是順序執(zhí)行，且都只執(zhí)行一次，最終停留在在顯示字符'A'處。

實(shí)驗(yàn)代碼統(tǒng)一放在碼云上，有問題歡迎給我留言??！

總結(jié)

本節(jié)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了一個基本I2C驅(qū)動數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)，模型中初步做到了參數(shù)初始化和數(shù)據(jù)顯示寫入，但是這里有個問題，我們無法使用硬件在環(huán)修改參數(shù)達(dá)到同步修改數(shù)碼管數(shù)據(jù)的效果，這里讀者朋友可以研究研究下。另外本節(jié)中還有個問題就是數(shù)據(jù)顯示不是循環(huán)顯示，大家也可以修改模型實(shí)現(xiàn)循環(huán)滾動顯示。