STM32 HAL TM1638读取24个按键

news2024/11/24 9:50:43

本文分享一下天微电子的另一款数码管按键驱动芯片TM1638的单片机C语言驱动程序。

笔者采用的MCU是STM32单片机，STM32CubeMX + Keil5开发，使用了HAL库。

一、TM1638介绍

1、基础信息

TM1638属于一款LED驱动控制专用电路，其特性如下：

引脚定义如下：

        在实际使用中，我们只需要使用三个单片机引脚就可以进行控制。分别是DIO、STB、CLK

在进行连接单片机时，建议单片机使用开漏模式，因为还需要给三个引脚接上拉电阻，其电路推荐接法如下：

2、串行数据传输格式

  

▲注意：读取数据时，从串行时钟CLK 的第8 个上升沿开始设置指令到CLK 下降沿读数据之间需要 一个等待时间Twait(最小1μS)。

3、TM1638寄存器

TM1638分为两种寄存器，一块是显示的寄存器，一块是按键读取的寄存器

3.1 显示寄存器

        该寄存器存储通过串行接口从外部器件传送到TM1638 的数据，地址从00H-0FH共16字节单元， 分别与芯片SGE和GRID管脚所接的LED灯对应，分配如下图：

写LED显示数据的时候，按照从显示地址从低位到高位，从数据字节的低位到高位操作。

        写LED显示数据的时候，按照从低位地址到高位地址，从字节的低位到高位操作；在运用中没有使 用到的SEG输出口，在对应的BIT地址位写0。

3.2 键扫描和键扫数据寄存器

按键扫描是通过K1\K2\K3配合KS1~KS8进行读取，其寄存器就BYTE1~BYTE4。

        键扫数据储存地址如下所示，先发读键命令后，开始读取按键数据BYTE1—BYTE4字节，读数 据从低位开始输出；芯片K和KS引脚对应的按键按下时，相对应的字节内的 BIT位为1。

二、TM1638驱动程序（读取按键）

1、CubeMX配置

        只需要将对应的三个引脚配置成开漏输出即可。

2、驱动代码

TM1638.C

#include "TM1638.h"

/* DIO为输出 */
void gpio2_out()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	GPIO_InitStruct.Pin = TM1638_DIO_Pin;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
	HAL_GPIO_Init(TM1638_DIO_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}
/* DIO为输入 */
void gpio2_in()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	GPIO_InitStruct.Pin = TM1638_DIO_Pin;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
	HAL_GPIO_Init(TM1638_DIO_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}

/*******************************************************************************
  * 函数名：TM1638_WriteData
  * 功  能：TM1638写数据
  * 参  数：u8Data需要写入的数据
  * 返回值：无
  * 说  明：无
*******************************************************************************/
void TM1638_WriteData(uint8_t u8Data)
{
	uint8_t i;
	gpio2_out();//DIO设置为输出
	for(i = 0; i < 8; i++)
	{
		TM1638_CLKReset();
		Delay_us(1);
		(u8Data & 0x01) ? (TM1638_DIOSet()):(TM1638_DIOReset());
		u8Data >>= 1;
		TM1638_CLKSet();
		Delay_us(1);
	}
}
/*******************************************************************************
  * 函数名：TM1638_WriteCmd
  * 功  能：TM1638写命令字
  * 参  数：u8Cmd需要写入的命令
  * 返回值：无
  * 说  明：发送命令字时STB置0,发送完置1
*******************************************************************************/
void TM1638_WriteCmd(uint8_t u8Cmd)
{
	TM1638_STBReset();
	TM1638_WriteData(u8Cmd);
	TM1638_STBSet();
	Delay_us(2);
}
/*******************************************************************************
  * 函数名：TM1638_ReadData
  * 功  能：TM1638读数据
  * 参  数：无
  * 返回值：读出的数据
  * 说  明：无
*******************************************************************************/
uint8_t TM1638_ReadData(void)
{
	uint8_t i;
	uint8_t Read_data=0;
	
	for(i = 0; i < 8; i++)
	{
		TM1638_CLKReset();
		Delay_us(1);
		Read_data >>= 1;
		
		if(TM1638_DIORead() == 1)
		{
			Read_data |= 0x80;			
		}
		TM1638_CLKSet();
		Delay_us(1);
	}
	return Read_data;
}

/*******************************************************************************
  * 函数名：TM1638_SetBrightness
  * 功  能：设置亮度
  * 参  数：u8Brt亮度，共8级，0~7
  * 返回值：无
  * 说  明：0x88为开显示
*******************************************************************************/
void TM1638_SetBrightness(uint8_t u8Brt)
{
	TM1638_WriteCmd(0x88 | u8Brt);
}


/*******************************************************************************
  * 函数名：TM1638_ReadKey
  * 功  能：TM1638读按键数据
  * 参  数：无
  * 返回值：读出的数据
  * 说  明：返回值为双字节共用体，每一个bit为一个按键；
*******************************************************************************/
uint8_t TM1638_ReadKey(void)
{
	uint8_t u8Data[4], i;
	
	TM1638_STBReset();
	TM1638_WriteData(0x42);
	Delay_us(3);
	gpio2_in();//DIO设置为输入
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		u8Data[i] = TM1638_ReadData();//读BYTE1~BYTE4的数据
	}
	Delay_us(1);
	TM1638_STBSet();
	
	if(u8Data[0]==0x04 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 1;
	}else if(u8Data[0]==0x40 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 && u8Data[3]==0x00)
	{
		return 2;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x04 && u8Data[2]==0x00 && u8Data[3]==0x00)
	{
		return 3;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x40 && u8Data[2]==0x00 && u8Data[3]==0x00)
	{
		return 4;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x04 && u8Data[3]==0x00)
	{
		return 5;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x40 && u8Data[3]==0x00)
	{
		return 6;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 && u8Data[3]==0x04)
	{
		return 7;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x40)
	{
		return 8;
	}else if(u8Data[0]==0x02 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 9;
	}else if(u8Data[0]==0x20 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 10;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x02 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 11;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x20 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 12;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x02 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 13;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x20 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 14;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x02)
	{
		return 15;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x20)
	{
		return 16;
	}else if(u8Data[0]==0x01 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 17;
	}else if(u8Data[0]==0x10 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 18;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x01 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 19;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x10 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 20;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x01 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 21;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x10 &&u8Data[3]==0x00)
	{
		return 22;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x01)
	{
		return 23;
	}else if(u8Data[0]==0x00 && u8Data[1]==0x00 && u8Data[2]==0x00 &&u8Data[3]==0x10)
	{
		return 24;
	}else{
		return 0xff;
	}
}	
/* 根据返回的键值与自己的键值操作进行修改 */
uint8_t number_out(uint8_t key_hex,uint8_t num)
{
	
	if((key_hex == KEY_0) && (num == 1))
	{
		return 0;
	}else if((key_hex == KEY_1) && (num == 1))
	{
		return 1;
	}else if((key_hex == KEY_2) && (num == 1))
	{
		return 2;
	}else if((key_hex == KEY_3) && (num == 1))
	{
		return 3;
	}else if((key_hex == KEY_4) && (num == 1))
	{
		return 4;
	}else if((key_hex == KEY_5) && (num == 1))
	{
		return 5;
	}else if((key_hex == KEY_6) && (num == 1))
	{
		return 6;
	}else if((key_hex == KEY_7) && (num == 1))
	{
		return 7;
	}else if((key_hex == KEY_8) && (num == 1))
	{
		return 8;
	}else if((key_hex == KEY_9) && (num == 1))
	{
		return 9;
	}else if((key_hex == KEY_LAST) && (num == 1))
	{
		return 20;
	}else if((key_hex == KEY_NEXT) && (num == 1))
	{
		return 21;
	}else if((key_hex == KEY_LIFT) && (num == 1))
	{
		return 22;
	}else if((key_hex == KEY_RIGHT) && (num == 1))
	{
		return 23;
	}else if((key_hex == KEY_OK) && (num == 1))
	{
		return 24;
	}else if((key_hex == KEY_RETURN) && (num == 1))
	{
		return 25;
	}else if((key_hex == KEY_LINK1) && (num == 1))
	{
		return 27;
	}else if((key_hex == KEY_LINK2) && (num == 1))
	{
		return 28;
	}else if((key_hex == KEY_SILENCE) && (num == 1))
	{
		return 29;
	}else if((key_hex == KEY_SEARCH) && (num == 1))
	{
		return 30;
	}else if((key_hex == KEY_OK) && (num == 2))
	{
		return 40;
	}else if((key_hex == KEY_RETURN) && (num == 2))
	{
		return 41;
	}
	return 255;
}

TM1638.h

#ifndef __TM1638_H__
#define __TM1638_H__

#include "Delay.h"
#include "main.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"

#define KEY_0		10
#define KEY_1		1
#define KEY_2		2
#define KEY_3		3
#define KEY_4		4
#define KEY_5		5
#define KEY_6		6
#define KEY_7		7
#define KEY_8		8
#define KEY_9		9
#define KEY_LAST		11
#define KEY_NEXT		19
#define	KEY_LIFT		14
#define KEY_RIGHT	16
#define KEY_OK 		15
#define KEY_RETURN	12
#define KEY_LINK1	13
#define KEY_LINK2	17
#define KEY_SEARCH 	18
#define KEY_SILENCE	20

/*定义端口*/
#define TM1638_STBSet()					HAL_GPIO_WritePin(TM1638_STB_GPIO_Port, TM1638_STB_Pin, GPIO_PIN_SET)

#define TM1638_STBReset()				HAL_GPIO_WritePin(TM1638_STB_GPIO_Port, TM1638_STB_Pin, GPIO_PIN_RESET)

#define TM1638_CLKSet()					HAL_GPIO_WritePin(TM1638_CLK_GPIO_Port, TM1638_CLK_Pin, GPIO_PIN_SET)

#define TM1638_CLKReset()				HAL_GPIO_WritePin(TM1638_CLK_GPIO_Port, TM1638_CLK_Pin, GPIO_PIN_RESET)

#define TM1638_DIOSet()					HAL_GPIO_WritePin(TM1638_DIO_GPIO_Port, TM1638_DIO_Pin, GPIO_PIN_SET)

#define TM1638_DIOReset()				HAL_GPIO_WritePin(TM1638_DIO_GPIO_Port, TM1638_DIO_Pin, GPIO_PIN_RESET)

#define TM1638_DIORead()					HAL_GPIO_ReadPin(TM1638_DIO_GPIO_Port, TM1638_DIO_Pin)

uint8_t TM1638_ReadKey(void);
uint8_t number_out(uint8_t key_hex,uint8_t num);
  
		  
#endif /* __TM1638_H__ */

目前项目需要用到的按键是20个，这里还有4个没有使用，从目前使用的情况来看，还是不错的。

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