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数码管驱动及键盘控制芯片 CH455 STM32F407使用
1、概述
CH455 是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片。CH455内置时钟振荡电路，可以动态驱动4 位数
码管或者32 只LED；同时还可以进行28 键的键盘扫描；CH455 通过SCL 和SDA 组成的2 线串行接口
与单片机等交换数据。
2、键盘扫描
下表是在DIG3～DIG0 与SEG6～SEG0 之间7×4 矩阵的按键编址，也是数码管段位和发光管LED
阵列的顺序编址。由于按键代码是8 位，键按下时位6 总是1，所以当键按下时，CH455 所提供的实
际按键代码是表中的按键编址加上40H，也就是说，此时的按键代码应该在44H 到7FH 之间。
在编程时，可以使判断读取的数值第六位是否为1判断是否有按键按下以及按键是否松开。
3、LED 灯驱动
CH455 内部具有4个8位的数据寄存器，用于保存4个字数据，分别对应于CH455 所驱动的4个
数码管或者4 组每组8个的发光二极管。数据寄存器中字数据的位7～位0 分别对应各个数码管的小
数点和段G～段A，对于发光二极管阵列，则每个字数据的数据位唯一地对应一个发光二级管。当数
据位为1 时，对应的数码管的段或者发光管就会点亮；当数据位为0 时，则对应的数码管的段或者发
光管就会熄灭。
4、串行通信接口
CH455 具有硬件实现的2线串行接口，包含2个主要信号线：串行数据时钟输入线SCL、串行数
据输入和输出线SDA；以及1个辅助信号线：中断输出线INT#。其中，SCL 是带上拉的输入信号线，默认是高电平；SDA是带上拉的准双向信号线，默认是高电平；INT#是带上拉的开漏输出，在启用键
盘扫描功能后作为键盘中断输出线，默认是高电平。
SDA 用于串行数据输入和输出，高电平表示位数据1，低电平表示位数据0，串行数据输入的顺
序是高位在前，低位在后。
SCL 用于提供串行时钟，CH455 在其上升沿从SDA 输入数据，在其下降沿从SDA 输出数据。
在SCL 为高电平期间发生的SDA 下降沿定义为串行接口的启动信号，在SCL 为高电平期间发生
的SDA 上升沿定义为串行接口的停止信号。CH455只在检测到启动信号后才接收并分析命令。所以在
单片机I/O引脚资源紧张时，可以在保持SDA 引脚状态不变的情况下，将SCL引脚与其它接口电路共
用；如果能够确保SDA引脚的变化仅在SCL引脚为低电平期间发生，那么SCL引脚和SDA 引脚都可以
与其它接口电路共用。
INT#用于键盘中断输出，默认是高电平。当CH455 检测到有效按键时，INT#输出低电平有效的
键盘中断；单片机被中断后，对CH455执行读操作，CH455将INT#恢复为高电平，并从SDA 输出按键
代码，单片机从SDA 获得一个字节的数据，即按键代码。
单片机与CH455 的通讯过程总是分为6 个步骤，按单片机的操作方向分成两种类型，一种是写
操作，用于输出数据，一种是读操作，用于输入数据。具体过程可以参考例子程序中的说明。
写操作包括以下6 个步骤：输出启动信号、输出字节1、应答1、输出字节2、应答2、输出停
止信号。其中，启动信号和停止信号如上所述，应答1 和应答2 总是固定为1，输出字节1和输出字
节2 各自包含8个数据位，即一个字节数据。
读操作包括以下6 个步骤：输出启动信号、输出字节1、应答1、输入字节2、应答2、输出停
止信号。其中，启动信号和停止信号如上所述，应答1 和应答2 总是固定为1，输出字节1和输入字
节2 各自包含8个数据位，即一个字节数据。
下图是一个写操作的实例，字节1为01001000B，即48H；字节2 为00000001B，即01H
5、编程例程
主要是两个函数：
/*********************************************************************
函数名: CH455_Read
功能: 读取CH455一个字节数据数据（按键码值）
输入:
输出:
返回:
*********************************************************************/
unsigned char CH455_Read(void)
{unsigned char keycode;CH455_I2C_Start(); //启动总线CH455_I2C_WriteByte(0x4F);keycode = CH455_I2C_ReadByte(); //读取数据CH455_I2C_Stop(); //结束总线return keycode;
} /*********************************************************************
函数名: CH455_Write
功能: 向CH455寄存器写入命令值
输入: 写入命令值
输出:
返回:
*********************************************************************/
unsigned char CH455_Write(unsigned short cmd)
{CH455_I2C_Start(); //启动总线CH455_I2C_WriteByte(((unsigned char)(cmd>>7)&CH455_I2C_MASK)|CH455_I2C_ADDR);CH455_I2C_WriteByte((unsigned char)cmd); //发送数据CH455_I2C_Stop(); //结束总线 return 0;}点亮LED灯
CH455_Write(CH455_DIG0 | 0x01);
CH455_Write(CH455_DIG1 | 0x02);
CH455_Write(CH455_DIG0 | 0x04);
CH455_Write(CH455_DIG1 | 0x08);/* */获取按键码值
void Keyboard_proc(void)
{ unsigned char keyID; keyID = CH455_Read();if(0xFF == keyID){/* 无按键按下 */return;}else if(keyID & 0x40) {/* 有按键按下，记录下按键键值 */keyID &= ~0x40; gu8KeyID = keyID;}else {/* 按键松开，处理键值 */if(keyID == gu8KeyID){/* 处理函数 */gu8KeyID = 0xFF;}else{gu8KeyID = 0xFF;}} return;
}
// 加载字数据命令
#define CH455_DIG0 0x1400 // 数码管位0显示,需另加8位数据
#define CH455_DIG1 0x1500 // 数码管位1显示,需另加8位数据
#define CH455_DIG2 0x1600 // 数码管位2显示,需另加8位数据
#define CH455_DIG3 0x1700 // 数码管位3显示,需另加8位数据// 读取按键代码命令
#define CH455_GET_KEY 0x0700 // 获取按键,返回按键代码/*CH455接口定义*/
#define CH455_I2C_ADDR 0x40 // CH455的地址
#define CH455_I2C_MASK 0x3E // CH455的高字节命令掩码#define CH455_BIT_ENABLE 0x01 // 开启/关闭位
#define CH455_BIT_SLEEP 0x04 // 睡眠控制位
#define CH455_BIT_7SEG 0x08 // 7段控制位
#define CH455_BIT_INTENS1 0x10 // 1级亮度
#define CH455_BIT_INTENS2 0x20 // 2级亮度
#define CH455_BIT_INTENS3 0x30 // 3级亮度
#define CH455_BIT_INTENS4 0x40 // 4级亮度
#define CH455_BIT_INTENS5 0x50 // 5级亮度
#define CH455_BIT_INTENS6 0x60 // 6级亮度
#define CH455_BIT_INTENS7 0x70 // 7级亮度
#define CH455_BIT_INTENS8 0x00 // 8级亮度#define CH455_SYSOFF ( 0x0400) // 关闭显示、关闭键盘
#define CH455_SYSON ( CH455_SYSOFF | CH455_BIT_ENABLE ) // 开启显示、键盘
#define CH455_SLEEPOFF ( CH455_SYSOFF) // 关闭睡眠
#define CH455_SLEEPON ( CH455_SYSOFF | CH455_BIT_SLEEP ) // 开启睡眠
#define CH455_7SEG_ON ( CH455_SYSON | CH455_BIT_7SEG ) // 开启七段模式
#define CH455_8SEG_ON ( CH455_SYSON | 0x00 ) // 开启八段模式
#define CH455_SYSON_4 ( CH455_SYSON | CH455_BIT_INTENS4 ) // 开启显示、键盘、4级亮度
#define CH455_SYSON_8 ( CH455_SYSON | CH455_BIT_INTENS8 ) // 开启显示、键盘、8级亮度
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