输入模块（TM1638函数的使用）
输入模块
文章目录
- 输入模块
- 1.矩阵键盘
- 1.1结构图
- 2.基于TM1638的按键数码管模块
- 2.1实物图
- 2.2TM1638简介
- 2.3特性说明
- 2.4输入输出时序
- 2.5显示数码管(实操)
1.矩阵键盘
1.1结构图
4*4的矩阵键盘实验
-
矩阵键盘检测方法：
-
将高位（后4位）设置为输出；
-
将其中一位设置为低电平，其余为高电平；
-
将低位（前4位）设置为输入并上拉
-
如果没有按键按下，其中的那一位值位0xEF
-
若有按键按下，根据实际读取值判断按键（如图）
2.基于TM1638的按键数码管模块
2.1实物图
2.2TM1638简介
TM1638是带键盘扫描接口的LED(发光二极管显示器)驱动控制专用电路，内部集成有MCU 数字接口、数据锁存器、LED 高压驱动、键盘扫描等电路。主要应用于冰箱、空调、家庭影院等产品的高段位显示屏驱动。
2.3特性说明
- 采用功率CMOS 工艺
- 显示模式10 段x8位
- ·键扫描(8x3bit)
- 辉度调节电路(占空比8级可调)·
- 串行接口(CLK，STB，DIO)
- 振荡方式:RC振荡(450KHz+5%)·
- 内置上电复位电路采用SOP28封装
2.4输入输出时序
读取和接收1个BIT都在时钟的上升沿操作。
2.5显示数码管(实操)
main.c
#include "TM1638.h"
#include <msp430.h> // 假设使用MSP430单片机
#include "SysCLK.h"
// TM1638段码表（0-9的显示编码）
//const unsigned char tab1[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};
//const unsigned char tab_f[] = {0xBF, 0x86, 0xDB,0xCF, 0xE6, 0xED, 0xFD, 0x87, 0xFF, 0xEF};
unsigned char num[8] = {2, 0, 2, 1, 1, 2, 1, 7}; // 数码管初始显示值
char i;
int sum = 2014;
// // 延时函数（需根据实际时钟频率调整）
// void delay_ms(unsigned int ms) {
// while (ms--) {
// __delay_cycles(1000); // 假设1ms延时
// }
// }
int main(void) {
WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD; // 关闭看门狗定时器
P1DIR |= BIT2 | BIT3 | BIT4; // 设置P1.2(STB), P1.3(CLK), P1.4(DIO)为输出
init_TM1638(); // 初始化TM1638模块
// // 示例1：单个LED轮流点亮（需取消注释）
// for(i = 0; i < 8; i++) {
// Write_oneLED(i, 1); // 点亮第i个LED
// delay_ms(500);
// Write_oneLED(i, 0); // 熄灭第i个LED
// }
// // 示例2：多个LED同时点亮（需取消注释）
// Write_allLED(0x01); // 仅第1个LED亮
// delay_ms(1000);
// Write_allLED(0x0F); // 第1-4个LED亮
// // 示例3：指定数码管显示数字（需取消注释）
// Write_DATA(0, tab1[2]); // 第1个数码管显示"2"
// Write_DATA(2, tab1[0]); // 第2个数码管显示"0"
// // 示例4：按键扫描与显示（需取消注释）
// while(1) {
// i = Read_key();
// if (i < 8) { // 有效按键值为0-7
// while(Read_key() == i); // 等待按键释放
// Write_DATA(0, tab1[i]); // 在第一个数码管显示按键编号
// }
// }
// 示例5：数码管显示函数测试（需取消注释）
// TM1638_Show_Left(3254); // 左4位显示"3254"
// TM1638_Show_Right(3521); // 右4位显示"3521"
// TM1638_ShowSEG4_Left_point(6012); // 显示"60.12"
// TM1638_ShowSEG4_Left_xs(60.04); // 显示"60.04"
TM1638_ShowSEG4_Right_point(2024); //显示20.24
delay_ms(5000);//5秒后切换
TM1638_ShowSEG4_Right_xs(20.25); //显示20.25
while(1); // 主循环
}
TM1638.c
#include "TM1638.h"
#include "SysCLK.h" // 包含延时函数头文件
#include <msp430.h>
// TM1638段码表（0-9的显示编码）
const unsigned char tab1[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};
const unsigned char tab_f[] = {0xBF, 0x86, 0xDB, 0xCF, 0xE6, 0xED, 0xFD, 0x87, 0xFF, 0xEF};
// TM1638初始化函数
void init_TM1638(void)
{
unsigned char i;
Write_COM(0x8b); // 设置亮度为第4级（0x88-0x8f对应8级亮度，0x8b为中间亮度）
Write_COM(0x40); // 设置为地址自动递增模式（写入数据后地址自动+1）
CLR_STB; // 拉低STB，开始通信
TM1638_Write(0xc0); // 设置起始地址为0xC0（对应数码管/LED的初始地址）
for(i = 0; i < 16; i++) // 清除16个地址的数据（初始化数码管和LED为全灭）
{
TM1638_Write(0x00); // 写入0x00（关闭所有段）
}
SET_STB; // 拉高STB，结束初始化
}
// 读数据函数
unsigned char TM1638_Read(void)
{
unsigned char i;
unsigned char temp = 0;
DIO_DIR_IN; // 设置DIO为输入模式
for(i = 0; i < 8; i++)
{
temp >>= 1; // 右移一位，准备接收新数据
CLR_CLK; // 拉低CLK，准备读取数据
if(DIO_READ) // 读取DIO引脚状态
{
temp |= 0x80; // 如果DIO为高电平，设置temp的最高位
}
SET_CLK; // 拉高CLK，完成一位数据的读取
}
return temp; // 返回读取的8位数据
}
// 写数据函数
void TM1638_Write(unsigned char S_DATA)
{
unsigned char i;
DIO_DIR_OUT; // 设置DIO为输出模式
for(i = 0; i < 8; i++)
{
CLR_CLK; // 拉低CLK，准备发送数据
if(S_DATA & 0x01) // 检查最低位是否为1
{
SET_DIO; // 如果最低位为1，设置DIO为高电平
}
else
{
CLR_DIO; // 如果最低位为0，设置DIO为低电平
}
S_DATA >>= 1; // 右移一位，准备发送下一位数据
SET_CLK; // 拉高CLK，完成当前位的发送
}
}
// 写入命令字
void Write_COM(unsigned char cmd)
{
CLR_STB; // 拉低STB，开始通信
TM1638_Write(cmd); // 写入命令字（注意：原代码中函数名拼写错误，应为TM1638_Write）
SET_STB; // 拉高STB，结束通信
}
// 指定地址写入数据
void Write_DATA(unsigned char add, unsigned char DATA)
{
Write_COM(0x44); // 发送固定命令字0x44（表示写入数据模式）
CLR_STB; // 拉低STB，开始数据写入
TM1638_Write(0xC0 | add); // 发送地址（add为0~15，0xC0为地址命令前缀）
TM1638_Write(DATA); // 写入数据
SET_STB; // 拉高STB，结束写入
}
// 读取按键值
unsigned char Read_key(void)
{
unsigned char c[4], i, key_value = 0;
CLR_STB; // 拉低STB，开始通信
TM1638_Write(0x42); // 发送读键扫数据命令（0x42）
for(i = 0; i < 4; i++) // 读取4个字节的键扫数据
{
c[i] = TM1638_Read(); // 每次读取1字节
}
SET_STB; // 拉高STB，结束通信
for(i = 0; i < 4; i++) // 将4字节数据合并为1字节
{
key_value |= c[i] << i; // 按位合并（c[0]在最低位，c[3]在最高位）
}
for(i = 0; i < 8; i++) // 检测按键位置（0~7）
{
if((0x01 << i) == key_value) // 检查哪一位为1
break; // 找到按键位置后退出循环
}
return i; // 返回按键编号（0~7）
}
// 单独控制一个LED函数
// 参数说明：
// num - 需要控制的LED序号（通常为0~7，对应8个LED）
// flag - 控制标志：0表示熄灭LED，非0表示点亮LED
void Write_oneLED(unsigned char num, unsigned char flag)
{
if(flag) // 如果flag非0，点亮LED
{
Write_DATA(2 * num + 1, 1); // 写入数据1到指定地址（奇数地址）
}
else // 如果flag为0，熄灭LED
{
Write_DATA(2 * num + 1, 0); // 写入数据0到指定地址（奇数地址）
}
}
// 控制全部LED函数
// 参数说明：
// LED_flag - 8位无符号字符，每位对应一个LED的状态（1点亮，0熄灭）
void Write_allLED(unsigned char LED_flag)
{
unsigned char i;
for(i = 0; i < 8; i++) // 遍历8个LED（0~7）
{
if(LED_flag & (1 << i)) // 检查第i位是否为1
{
Write_DATA(2 * i + 1, 1); // 点亮第i个LED（写入1到对应奇数地址）
}
else
{
Write_DATA(2 * i + 1, 0); // 熄灭第i个LED（写入0到对应奇数地址）
}
}
}
// 显示4位数字（左4位数码管）
void TM1638_Show_Left(unsigned int data)
{
unsigned int d[4], i;
d[0] = data / 1000; // 提取千位数字
d[1] = data / 100 % 10; // 提取百位数字
d[2] = data / 10 % 10; // 提取十位数字
d[3] = data % 10; // 提取个位数字
for (i = 0; i < 4; i++)
{
Write_DATA(i * 2, tab1[d[i]]); // 写入数字到左4位数码管（地址0,2,4,6）
}
}
// 显示4位数字（右4位数码管）
void TM1638_Show_Right(unsigned int data)
{
unsigned int d[4], i;
d[3] = data / 1000; // 提取千位数字
d[2] = data / 100 % 10; // 提取百位数字
d[1] = data / 10 % 10; // 提取十位数字
d[0] = data % 10; // 提取个位数字
for (i = 0; i < 4; i++) // 从右4位数码管地址开始（地址14,12,10,8）
{
Write_DATA((7 - i) * 2, tab1[d[i]]); // 写入数字到右4位数码管
}
}
// 显示4位整数（左4位数码管，第2位后有小数点）
void TM1638_ShowSEG4_Left_point(unsigned int data)
{
unsigned int gw, sw, bw, qw;
gw = data % 10; // 提取个位
sw = (data % 100) / 10; // 提取十位
bw = (data % 1000) / 100; // 提取百位
qw = (data % 10000) / 1000; // 提取千位
Write_DATA(0, tab1[qw]); // 千位数（地址0）
Write_DATA(2, tab_f[bw]); // 百位数带小数点（地址2）
Write_DATA(4, tab1[sw]); // 十位数（地址4）
Write_DATA(6, tab1[gw]); // 个位数（地址6）
}
// 显示4位小数（左4位数码管，第2位后有小数点）
void TM1638_ShowSEG4_Left_xs(float data1)
{
unsigned int gw, sw, bw, qw, data;
data = (int)(data1 * 100); // 将小数转为整数（保留2位小数）
gw = data % 10; // 提取小数第2位（原个位）
sw = (data % 100) / 10; // 提取小数第1位（原十位）
bw = (data % 1000) / 100; // 提取整数部分个位（原百位）
qw = (data % 10000) / 1000; // 提取整数部分十位及以上（原千位）
Write_DATA(0, tab1[qw]); // 整数高位（地址0）
Write_DATA(2, tab_f[bw]); // 整数低位带小数点（地址2）
Write_DATA(4, tab1[sw]); // 小数第1位（地址4）
Write_DATA(6, tab1[gw]); // 小数第2位（地址6）
}
// 显示4位整数（右4位数码管，第2位后有小数点）
void TM1638_ShowSEG4_Right_point(unsigned int data)
{
unsigned int gw, sw, bw, qw;
gw = data % 10; // 提取个位
sw = (data % 100) / 10; // 提取十位
bw = (data % 1000) / 100; // 提取百位
qw = (data % 10000) / 1000; // 提取千位
Write_DATA(8, tab1[qw]); // 千位数（地址8）
Write_DATA(10, tab_f[bw]); // 百位数带小数点（地址10）
Write_DATA(12, tab1[sw]); // 十位数（地址12）
Write_DATA(14, tab1[gw]); // 个位数（地址14）
}
// 显示4位小数（右4位数码管，第2位后有小数点）
void TM1638_ShowSEG4_Right_xs(float data1)
{
unsigned int gw, sw, bw, qw, data;
data = (int)(data1 * 100); // 将小数转为整数（保留2位小数）
gw = data % 10; // 提取小数第2位（原个位）
sw = (data % 100) / 10; // 提取小数第1位（原十位）
bw = (data % 1000) / 100; // 提取整数部分个位（原百位）
qw = (data % 10000) / 1000; // 提取整数部分十位及以上（原千位）
Write_DATA(8, tab1[qw]); // 整数高位（地址8）
Write_DATA(10, tab_f[bw]); // 整数低位带小数点（地址10）
Write_DATA(12, tab1[sw]); // 小数第1位（地址12）
Write_DATA(14, tab1[gw]); // 小数第2位（地址14）
}
TM1638.h
#ifndef __TM1638_H
#define __TM1638_H
#include "TM1638.h"
#include "msp430.h"
// TM1638模块引脚定义
#define CLR_STB P1OUT &= ~BIT2 // 将STB引脚置低
#define SET_STB P1OUT |= BIT2 // 将STB引脚置高
#define CLR_CLK P1OUT &= ~BIT3 // 将CLK引脚置低
#define SET_CLK P1OUT |= BIT3 // 将CLK引脚置高
#define DIO_DIR_IN P1DIR &= ~BIT4 // 设置DIO引脚为输入模式
#define DIO_DIR_OUT P1DIR |= BIT4 // 设置DIO引脚为输出模式
#define CLR_DIO P1OUT &= ~BIT4 // 将DIO引脚置低
#define SET_DIO P1OUT |= BIT4 // 将DIO引脚置高
#define DIO_READ P1IN & BIT4 // 读取DIO引脚状态
// 外部定义的段码表（需在.c文件中实现）
extern const unsigned char tab1[];
extern const unsigned char tab_f1[];
// 函数声明
void init_TM1638(void);
unsigned char TM1638_Read(void);
void TM1638_Write(unsigned char S_DATA);
void Write_COM(unsigned char cmd);
void Write_DATA(unsigned char add, unsigned char DATA);
unsigned char Read_key(void);
void Write_oneLED(unsigned char num, unsigned char flag);
void Write_allLED(unsigned char LED_flag);
void TM1638_Show_Left(unsigned int data);
void TM1638_Show_Right(unsigned int data);
void TM1638_ShowSEG4_Left_point(unsigned int data);
void TM1638_ShowSEG4_Left_xs(float data1);
void TM1638_ShowSEG4_Right_point(unsigned int data);
void TM1638_ShowSEG4_Right_xs(float data1);
#endif
时钟部分代码，主要是个延时，有需要留言即可.