Цифровые индикаторы ("часы") ТВ-боксов


  FD650     FD6551       AiP1628    


Обзор

Микросхема 1628 представляет собой контроллер светодиодного индикатора. Существует несколько производителей данной микросхемы, которые дают ей своё обозначение, например:

TM1628 - производитель Shenzhen Titan Microelectronics Co.,Ltd.

AiP1628 - производитель Wuxi I-CORE Electronix Co. Ltd.

HM1628 - производитель Shenzhen Huazhimei Semiconductor Co., Ltd. (H&M Semiconductor)

Известны также: HT1628, SM1628 и другие аналогичные обозначения. Поэтому дальше в тексте эта микросхема будет обозначаться просто как 1628


Особенности
  • Использование технологии CMOS
  • Низкое энергопотребление
  • Несколько режимов отображения (от 7 цифр x 10 сегментов до 4 цифр x 13 сегментов)
  • Сканирование кнопок клавиатуры (поддержка матриц 10 x 2)
  • Схема регулировки яркости (8-ступенчатая регулировка)
  • Последовательный интерфейс (CLK, STB, DIO)
  • Режим синхронизации: встроенный RC-генератор
  • Встроенная схема сброса при включении питания
  • Встроенная схема фиксации данных
  • Встроенная оптимизированная схема для проблем с темным и ярким светом, вызванных утечкой обратного смещения светодиода
  • Сильная защита от помех
  • 28-контактный корпус SOP-28

    Область применения

    • Бытовая техника:
      • умные водонагреватели
      • микроволновые печи
      • стиральные машины
      • кондиционеры
      • индукционные плиты
    • телеприставки
    • электронные весы
    • умные счетчики
    • другие устройства с цифровыми светодиодным дисплеям.


    Функциональная блок-схема

    Цоколевка

    Назначение контактов
  • [I/O] - вход/выход
  • [I] - вход
  • [O] -выход

  • к. 2 DIO Контакт ввода-вывода данных (N-канал, открытый сток) Этот контакт выводит последовательные данные на заднем фронте сменные часы. Этот контакт вводит последовательные данные по переднему фронту тактового импульса (начиная с младшего бита) [I/O]

  • к. 3 SCLK Входной контакт синхронизации Этот вход считывает последовательные данные по переднему фронту [I] и выводит данные по заднему фронту.

  • к. 4 STB Сигнал строба последовательного интерфейса Ввод данных после падения STB обрабатывается как команда. Когда на его выводе высокий уровень, сигнал CLK игнорируется. [I]

  • к. 5,6 K1, K2 Контакты ввода данных клавиатуры Данные, отправленные на эти контакты, фиксируются в конце цикла отображения. (Внутренний резистор Pull-Low) [I]

  • к. 22, 25, 28 GND — земля

  • к. 8-15 SEG1-SEG8 Выходы сегмента (р-канал, открытый сток), также действуют как источник кнопок [O]

  • к. 16,17 SEG9-SEG10 Выходы сегмента (p-канал, открытый сток) [O]

  • к. 18-20 SEG12-SEG14 Выходы сегмента/символа [O]

  • к. 21 VDD - питание

  • к. 23,24,26,27 GRID1-GRID4 Выходы символов [O]

  • к. 1 Не используется

    Примечание ред.
    Контакты GRID1-GRID4, а также GRID5-GRID7 (совмещенные с SEG12-SEG14) используются для выбора цифры (символа) на многосимвольном светодиодном индикаторе. Видимо, термином сетка (grid) здесь обозначена цифра (т.е. один символьный элемент) индикатора.



    Команды

    Примечание ред.
    В описании команд контакту DIN, видимо, соответствует DIO на схеме цоколевки.


    Команда — это первый байт (от бита b0 до бита b7), введенный в 1628 через контакт DIN после того, как контакт STB изменил состояние с высокого на низкий. Если по какой-либо причине вывод STB установлен в состояние HIGH во время передачи данных или команд, инициализируется последовательная связь, и передаваемые данные/команды считаются недействительными.

    Команда 1 - настройка режима отображения

    1628 обеспечивает настройку двух режимов отображения, как показано на диаграмме. Как указывалось ранее, команда — это первый байт (от b0 до b7), передаваемый на 1628 через контакт DIN, когда STB имеет низкий уровень. Однако для этих команд биты с 3-го по 6-й (от b2 до b5) игнорируются, а битам 7 и 8 (от b6 до b7) присваивается значение 0.

    Команды настройки режима отображения определяют количество используемых сегментов и сеток (от 12 до 11 сегментов, от 6 до 7 сеток). Для возобновления отображения необходимо выполнить команду включения отображения. Если выбрана такая же настройка режима, команда не выполняется, поэтому ничего не происходит. Когда питание включено, выбирается 7-сеточный и 11-сегментный режимы.

    b1 b0 - режим отображения:

  • 10 : 6 сеток, 12 сегментов - 6 Grids, 12 Segments
  • 11 : 7 сеток, 11 сегментов - 7 Grids, 11 Segments

    Команда 2 - установка данных

    Команды установки данных включают режимы записи или чтения данных для 1628.
    Команда установки данных:

  • биты 5 и 6 (b4, b5) игнорируются
  • биту 7 (b6) присваивается значение 1
  • биту 8 (b7) присваивается значение 0

    При включении питания битам с 4 по 1 (от b3 до b0) присваивается значение 0.


    b1-b0 - Установка режима чтение-запись -Data Write/Read Mode Settings

  • 00 : Запись данных в режиме отображения - Write Data to Display Mode
  • 10 : Чтение данных клавиатуры - Read Key data

    b2 - Установка режима инкремента адреса - Address Increment Mode setting (Display Mode):

  • 0: Инкремент адреса после записи данных - Increment address after data has been written
  • 1: Фиксированный адрес - Fixed Address

    b3 - Установка режима - Mode Setting:
  • 0: Normal Operation
  • 1: Test Mode

    Mатрица кнопок клавиатуры состоит из массива 8 x 2 (или 10 x 2)

    Все данные, введенные каждой клавишей, сохраняются следующим образом и считываются командой READ, начиная с последнего значащего бита. Когда старший бит данных (b0) прочитан, считывается младший бит следующих данных (b7).

    Примечание: b6 и b7 не имеют значения.


    Команда 3 - команды установки адреса

    Команды установки адреса используются для установки адреса памяти отображения. Адрес считается действительным, если он имеет значение от 00H до 0DH (13 dec). Если адрес установлен на 0EH или выше, данные игнорируются до тех пор, пока не будет установлен действительный адрес. При включении питания адрес устанавливается на 00H.

    Режим отображения и адрес памяти

    Данные, передаваемые с внешнего устройства на 1628 через последовательный интерфейс, сохраняются в ОЗУ отображения и им присваиваются адреса. Адреса ОЗУ 1628 приведены в таблице в 8-битном формате.


    Примечание ред.

    Из этой таблицы следует, что всю память можно рассматривать как последовательность битов. Каждый бит соответствует одному сегменту. Бит в состоянии 1 - сегмент включен (свтодиод светится). Последовательно расположенные 12 бит описывают состояние сегментов SG1-SG12 одной цифры (символа) индикатора, т.е. хранят отображаемую на нём картинку.

    При этом под одну цифру отводится два байта (16 бит), поэтому 4 старших бита в нечетных байтах не используются. Всего в памяти хранятся адреса сегментов для 7 цифр. Общая емкость составляет (12+4)*7 = 112 бит, что соответствует 14 полным байтам (с адресами от 0 до 13). Поэтому максимальный адрес байта не должен превышать 0x0D = 13.


    В общем случае два последовательно расположенных байта описывают один символ на индикаторе так:
    ст. 7      6     5    4      3      2      1      0   мл.бит
     | SG8 |  SG7 | SG6 | SG5 | SG4  | SG3  | SG2  | SG1 |
     |  x  |  x   |  x  |  x  | SG12 | SG11 | SG10 | SG9 |
    

    Например, для отображения цифры 3 нужны такие два байта:

    ст. 7   6   5   4   3   2   1   0   мл.бит
      | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
      | x | x | x | x | 0 | 0 | 0 | 0 |
    


    Команда 4 - команды управления отображением

    Команды управления отображением используются для включения или выключения дисплея. Он также используется для установки длительности импульса. При включении питания выбирается длительность импульса 1/16, а дисплей выключается (начинается сканирование клавиш).


    Примечание ред.

    На этой схеме для трех младших бит дан заголовок: Dimming Quantity Settings (Настройка величны затемнения). При этом каждое значение обозначено как Pulse width = 14/16, т.е. это длительность импульса тока.

    Если частота импульсов (а значит и период) постоянна, то увеличение длительности импульсов от 1/16 до 14/16 приводит к соответствующему увеличению коэффициента заполнения (и уменьшению скважности). На светодиодном индикаторе это проявляется в увеличении светового потока от светодиода, которое воспринимается визуально как повышение яркости индикатора.

    Таким образом:
    Значение битов 000 = 1/16 соответствует минимальной яркости (максимальное "затемнение")
    Значение битов 111 = 14/16 соответствует максимальной яркости (минимальное "затемнение")



    Временная диаграмма сканирования и отображения

    Диаграмма сканирования клавиш и синхронизации отображения приведена ниже. Один цикл сканирования клавиш состоит из 2 кадров. Данные матрицы 8x2 хранятся в оперативной памяти.


    Формат последовательнго интерфейса

    На следующей диаграмме показан формат последовательной связи 1628. Вывод DOUT является N-канальным выходным выводом с открытым стоком, поэтому настоятельно рекомендуется подключить внешний подтягивающий резистор (от 1 кОм до 10 кОм) к DIO.

    Прием (запись данных/команд)

    Передача (данные/чтение)

    где: twait (время ожидания) > 1 мкс

    Следует отметить, что когда данные считываются, время ожидания (t) ожидания между подъемом восьмого такта, установившего команду, и падением первого такта, который прочитал данные, больше или равно 1 мкс.


    Временные характеристики сигнала

    Применение

    Память дисплея обновляется путем инкремента адресов.

  • Команда 1: Команда установки режима отображения
  • Команда 2: Команда установки данных
  • Команда 3: Команда установки адреса


    Программирование контроллера

  • Команда 1: Команда режима отображения
  • Команда 2: Команда установки данных
  • Команда 3: Команда установки адреса
  • Команда 4: Команда управления отображением
  • Когда питание микросхемы подается впервые, содержимое ОЗУ отображения не определено, поэтому рекомендуется, чтобы содержимое ОЗУ было очищено во время первоначальной настройки.


    Абсолютные максимальные значения

    Рекомендуемый рабочий диапазон

    Примечание. Условие тестирования: установите команды управления дисплеем = 80H (состояние выключения дисплея и без нагрузки).


    Электрические параметры

    Схема применения


    Сетодиодный индикатор с общим катодом

    Примечание:

  • 1. Конденсатор (0,1 мкФ, 47–470 мкФ), подключенный между контактами GND и VDD, должен быть расположен как можно ближе к микросхеме 1628.
  • 2. Блок питания TM1628 отделен от блока питания прикладной системы.






  •   FD650     FD6551       AiP1628