BC7275-5位LED数码管驱动芯片 - 北京凌志比高科技

2023年12月3日发(作者：大众新款车5一6万)

BC72755位LED数码管驱动芯片(第一版)特点：● SSOP20小体积封装，无需外围器件● 可驱动5位共阴式数码管或40只独立LED● 可实现任意单独LED闪烁，闪烁速度可调● 译码显示时小数点显示不受显示更新影响● 64Kbps 标准SPI串口，可用2线或3线方式，可使用单片机上硬件SPI接口，通讯不占用处理器时间● 2种显示译码方式，可单独控制任意LED● 可直接访问显示寄存器（显示特殊字符）● 与其它BC727X系列芯片软件兼容，软件无需修改，即可用于其它BC727X芯片DIP/SSOP DP1NC 2DIG0 3DIG1 4DIG2 5DIG3 6DIG4 720VCC19G18F17E16D15C14B13A12NC11CSBC7275 CLK 8MOSI 9 VSS10摘要BC7275具有5位数码管显示管理功能。因为支持段寻址，可以独立地控制每一个显示段，故也可用于最多40个独立的LED驱动。BC7275支持闪烁显示功能，且闪烁速度可调，可以独立控制每一段的闪烁，在使用独立的LED指示灯时，非常有用。BC7275内部提供译码功能，用户可以直接向译码寄存器写入数值，而得到相应数字显示。译码显示时，该位的小数点显示不受影响，用户只需更新显示数据，而无需考虑小数点的问题，尤其对于将小数点用作单独指示灯的用户，使用非常简便。同时，也支持直接写入显示寄存器，可以完成一些特殊字符的显示。BC7275采用串行接口，可以直接与标准SPI接口连接，通讯速率可达64Kbps，用户可以充分利用微处理器上硬件SPI接口资源，当使用中断方式时，可使显示部分的通讯几乎不占用主程序时间。BC7275的SPI接口可以接为2线或三线方式。三线方式时，可以通过CS片选信号，在一个SPI总线上使用多个器件，而在MCU?I/O口资源紧张时，片选CS线可以直接接地，其内部独特的SPI口计时复位逻辑可以使得即便没有片选信号的接口清零功能，也可以保障通讯不会出错。BC7275-5位LED数码管驱动芯片 极限参数：（注：超出所列范围有可能造成器件永久损坏）储存温度工作温度任意脚对地电压?65至+150°C?40至+85°C?0.5至6.0V电特性：（除特别说明外，TA=25°C, Vcc=5.0V）参数电源电压工作电流输入低电平输入高电平输出低电平输出高电平显示扫描周期4.4153.70.1最小值2.7典型值5.04.91.4最大值5.5单位VmAVVVVmS当Vcc=3V时，为1.9V无LED负载时备注引脚说明：名称DPDIG0?DIG4CLKMOSIGNDCSA?GVCC序号13,4,5,6,7891011小数点段驱动位驱动，分别接数码管的共阳端SPI串行输入时钟端，最大时钟频率64KHz，空闲时高电平SPI口数据输入端，接MCU的SPI口数据输出端接地端片选端，低电平有效说明13,14,15,16,A段?G段段驱动17,18,1920正电源端，电压范围2.7?5.5V内部寄存器BC7275内部具有18个寄存器，包括5个显示寄存器，以及13个特殊寄存器。地址范围为00H-1DH，其中00H-0FH为显示寄存器，其余为特殊寄存器。地址00H01H内容第0位显示寄存器第1位显示寄存器缺省值FFHFFH说明显示寄存器每一位对应1个显示段?北京凌志比高科技有限公司版权所有 2BC7275-5位LED数码管驱动芯片 地址18H19H1AH1BH1CH1DH内容第2位显示寄存器第3位显示寄存器第4位显示寄存器?(无效寄存器)第0位段闪烁控制寄存器第1位段闪烁控制寄存器第2位段闪烁控制寄存器第3位段闪烁控制寄存器第4位段闪烁控制寄存器?(无效寄存器)位闪烁控制寄存器?(无效寄存器)闪烁速度控制寄存器译码寄存器段寻址寄存器群操作寄存器缺省值10H??FFH对BC7275不可用对BC7275不可用说明每一位对应一个显示段，1=闪烁，0=不闪烁bit0?bit4分别对应显示位0?4，1=闪烁,0=不闪烁对BC7275不可用值越小，闪烁速度越快写入该寄存器的数据被译码后更新显示寄存器写入该寄存器可单独控制各显示段状态写入该寄存器的值，将被同时写入到所有的显示寄存器，可用于清除显示等操作显示寄存器：地址00H-04H显示寄存器直接映射各个LED显示段，数码管上的显示段与各位的映射关系为如图：D7D6D5D4D3D2D1D0DPGFEDCBA用户可以直接改变显示寄存器的内容，从而改变显示，这主要用在需要显示译码表中没有的特殊字符的时候。显示寄存器中，如某一位被置0，则该显示段被点亮。复位后，所有显示寄存器的内容被置为FFH。段闪烁控制寄存器：地址10H-14H和显示寄存器类似，段闪烁控制寄存器也采用位映射的方式控制显示段的闪烁，每一个?北京凌志比高科技有限公司版权所有 3BC7275-5位LED数码管驱动芯片 位对应一个显示段，影射的方法同显示寄存器。当段闪烁控制寄存器中相应的位为1时，对应的显示段具有闪烁属性。闪烁仅发生在该显示段被点亮的情况下，如该显示段未点亮（相应显示寄存器位为1），则该显示段没有任何显示。当闪烁的显示段被清除（相应显示寄存器位被置1）时，其闪烁属性并不受影响，当该显示寄存器位再次被置为0时，对应的显示段将依然为闪烁显示。复位时，段闪烁控制寄存器被全部清零（不闪烁）。位闪烁控制寄存器：地址18H位闪烁控制寄存器控制显示位的整体闪烁属性，寄存器内每一个位对应一个显示位，对应关系如下表D7D6D5D4D3D2D1D0--位4位3位2位1位0显示位数据为1时，该位为闪烁显示。闪烁仅发生在该显示位有显示内容的情况下，如该显示位没有显示（显示寄存器所有位为1），则不会有任何显示。复位时，位闪烁控制寄存器被置为00H（不闪烁）。闪烁速度控制寄存器：地址1AHBC7275的闪烁速度可调，只需要通过改变闪烁速度控制寄存器，就可以方便地控制闪烁的速度。闪烁速度控制寄存器中的值越大，闪烁速度越慢，相反值越小闪烁速度越快。在复位后，该寄存器的值为10H，在这个值下面，其闪烁频率大约为2Hz。-译码寄存器：地址1BH通过译码寄存器，用户可以通过送入数值，直接得到数字显示，省去了用户自己编制解码表的烦恼。写入译码寄存器的数据格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0A2A1A0d3d2d1d0A3:A0为位地址，决定数字显示的位置，即显示位，为0000时，译码结果显示在第0位，0011时，则显示在第3位上。该地址有效范围为0?4，如地址超出该范围，则显示不会有任何改变。d3:d0为待显示的数值。译码表如下：d30000d20000d10011d00101d3:d0??(16进制值)0123显示A3?北京凌志比高科技有限公司版权所有 4BC7275-5位LED数码管驱动芯片 3d21d1d1d3:d0??(16进制值)456789ABCDEF显示通过译码寄存器更新显示内容，将不影响小数点位，即DP位的状态将保持不变。通过这种设计，当显示有小数点的数据，或在将小数点用作其它指示灯的情况下，数据的更新将非常方便，因为可以不用考虑重新刷新小数点显示。小数点的控制，可以通过段寻址指令来完成。段寻址寄存器：地址1CHBC7275可以实现以段（单独LED）为单位的显示控制，这是通过段寻址寄存器来实现的。通过给每个显示段（LED）分配一个地址，可以通过段寻址寄存器控制每个显示段的点亮和关闭。每个显示段的地址如下：显示位DPGFEDCBA012307H06H05H04H03H02H01H00H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H17H16H15H14H13H12H11H10H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H?北京凌志比高科技有限公司版权所有 5BC7275-5位LED数码管驱动芯片 427H26H25H24H23H22H21H20H写入段寻址寄存器的数据格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0SegA6A5A4A3A2A1A0其中A0-A6为段地址，其有效范围为0-27H，如地址超出该范围，将不会任何显示效果。Seg为写入该段的数据，当Seg为0时，该LED被点亮，Seg为1时，LED熄灭。全局操作寄存器：地址1DH全局操作寄存器是个特殊的寄存器，所有写入该寄存器的值，都会被同时复制到所有的显示寄存器中。对于需要清屏或者点亮所有LED的操作，可以通过向该寄存器写入FFH或者00H轻易地实现。注意，写入该寄存器，并不会改变闪烁控制等其它寄存器，所以如果写入前有显示段或显示位被置为闪烁显示，即便对群操作寄存器写入FFH清除显示，原来闪烁的显示段也仍然维持闪烁显示的属性，如该再次被点亮，依然会以闪烁方式显示。串行接口BC7275采用SPI串行接口，可以连接标准的3线SPI接口，或普通的2线制同步串行接口，接口速率最高为64Kbps，可以直接与多种MCU的硬件串行接口相连，充分利用控制器的硬件资源，节省处理器时间。对没有SPI接口资源的MCU，也可用非常短的代码用I/O口实现其通讯协议。一、数据格式BC7275的指令都是以两个字节为一个单位。这两个字节第一个字节为寄存器地址，第二个字节为数据，传送的时候高位（MSB）在前，数据结构如下：寄存器地址数据字节D70D60D50D4A4D3A3D2A2D1A1D0A0D7d7D6d6D5d5D4d4D3d3D2d2D1d1D0d0MSB??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????LSB指令字节的低5位A4?A0为寄存器地址，有效地址范围为00H?1DH.??如果输入的地址范围超出了有效的地址范围，则该指令会被忽略。数据的传输为单方向传输，只能由MCU传向BC7275.?二、时序BC7275可以连接标准的同步串行接口，比如SPI接口，?可以连接为标准3线的方式，包括数据(MOSI),?时钟(CLK)和片选(CS).?当MCU的I/O口线紧张的时候，也可以将CS??直接接地，这时只需要2跟口线MOSI和CLK，即可完成与MCU的接口。?北京凌志比高科技有限公司版权所有 6BC7275-5位LED数码管驱动芯片 数据在时钟为低电平期间被平均采样时钟周期T?>=?15.6uS?(Fclk<=64KHz)时钟下降沿后数据保持时间Thold?>??TThold对于使用硬件SPI接口的情况，请设置SPI接口为如下参数:?CLK空闲状态为高电平,?数据在第一个时钟沿(下降沿)改变，在第二个时钟沿(上升沿)被采样，串口速率≤64Kbps.如果使用I/O口模拟SPI接口，因为数据在CLK低电平期间被BC7275平均采样，因此需要在将CS置为低电平前将数据线设置好相应的高低电平，并维持数据线稳定至少半个时钟周期以上(Thold>?T).T1T2T3T4图中，T1为指令中CS下降沿到第一个CLK时钟脉冲下降沿的时间，此时间要求大于?个时钟周期T,?当使用硬件SPI接口时，从数据写入SPI接口发送寄存器到第一个时钟脉冲输出，一般会自动加入约1个时钟周期的延时，用户使用时程序中先将CS置低电平，然后写入SPI接口寄存器即可，对此延时可不予考虑，但如果所用MCU的SPI接口没有此特性，或者使用软件模拟SPI接口，则需人工加入此延时。T2为一个指令中，寄存器地址字节和数据字节之间的延时，此时间要求大于1个时钟周期T.?当使用硬件SPI接口时，一般硬件会自动在两个传送的字节之间加入此延时，如果所用MCU不能产生此延时，或使用软件模拟SPI接口时，则需人工加入延时。T3为最后一个时钟脉冲上升沿到CS上升沿的时间，要求大于?个时钟周期T.?当使用硬件SPI接口时，如果用户程序在等待SPI接口状态变为“发送完成”状态后再将CS置1，则此时间可由硬件保证，因为时钟脉冲的最后一个上升沿到整个时钟周期结束正好还有?个时钟周期。?如果所用SPI接口不符合该特性，或使用软件模拟SPI接口，则该延时需要人工加入。T4为前一个CS信号的上升沿到下一个CS信号的下降延之间的延时，要求大于?个时钟周期T.在每个指令的2个字节之间，必须保持CS为低电平状态，CS可以在每个指令之间置为高电平。CS的作用有2个，1个是在系统中有多个SPI器件时作为片选信号，另外一个作用是在CS的下降延，BC7275内部会对SPI串口寄存器做复位操作，保证数据传输正确。每个?北京凌志比高科技有限公司版权所有 7BC7275-5位LED数码管驱动芯片 指令传送完成后，恢复CS为高电平的操作并不是必须的，当连续传送批量指令时，可一直维持CS为低电平，在所有指令传送完成后再恢复为高电平。三、接口复位机制SPI口必须有某种机制使得串行接口可以被复位，以防当因某种原因时钟和数据线失去同步时，造成传送的数据混乱。当使用CS信号时，接口在CS的下降沿被复位。当CS直接接地时，BC7275具有独特的时间复位机制，此机制生效时，当时钟线上“静音”超过2个显示扫描周期（约30mS）时，SPI接口就会被复位。也就是说，当CLK引脚上无电平变化超过2个扫描周期，当前所接收的数据将被抛弃，下一个CLK脉冲对应的数据将作为新指令的MSB。在时间复位机制下，即便前一个指令因为某种因素造成了时钟与数据不同步（比如主机发送了16个时钟脉冲，数据已经传送完，但BC7275只接收到了15个时钟脉冲，还在继续等待最后一个数据位），只要后面一个双字节指令和前面一个指令之间的时间间隔大于两个扫描周期(期间时钟线CLK上须没有时钟脉冲)，BC7275就会对内部接收缓存器复位，这样后面一个指令仍可以正确被接收，而不会将后一个指令的最高位当作前一个指令的最后一位而使错位持续下去，造成不可预估的后果。此时间复位机制，只有在系统上电时CS处于低电平的情况下才会启动，如果当系统上电时CS为高电平，则时间复位机制不会启动，BC7275不会检测CLK信号“静音”的时间，只有CS信号可以将SPI接口复位。时间复位机制生效的情况下，CS片选端依然具有作用，即如果CS变为高电平，BC7275将不会接收任何数据，同时在CS信号的下降沿，BC7275的串口缓存器仍然将被复位。不同接口方式比较接口方式使用CS片选信号优点通讯可靠性高；可以和其它SPI占用口线多接口器件共用接口；对CS最大脉冲宽度无要求，若使用软件模拟，通讯过程中允许被其它中断长时间打断节省I/O口资源接口不能复用，两个指令中间最好间隔2个扫描周期以上。最大CLK脉冲宽度不能大于2个扫描周期，如使用软件模拟SPI接口，需注意通讯不能被执行时间大于两个扫描周期的中断打断，调试程序时需注意数据传送中途不可设置断点。缺点不使用CS(直接接地)外围电路BC7275外围电路简单，只需很少的外部元件，就可以构成多位LED显示电路。典型的电路如下：?北京凌志比高科技有限公司版权所有 8BC7275-5位LED数码管驱动芯片 段驱动限流电阻，可以用下面近似公式计算：其中，VCC为BC7277电源电压，ULED为LED正向管压降。电压单位为‘伏’，结果电阻单位为‘欧姆’。当VCC=5V，ULED=1.85V，可得结果R=111Ω，可取近似值100Ω；当VCC=3.3V时，计算结果为?2.85Ω，取近似值为0Ω，即限流电阻可以省略；当VCC=3V时，计算结果R=?23Ω，表明此时限流电阻可以省略，且在此条件下使用亮度会有所降低。一、滤波电路当电路具有以下几种情况之一：使用于高干扰环境、使用开关电源供电，以及电路中有模拟电路部分的情况，最好在BC7275的供电电路中，串入如下的滤波电路，一方面减小干扰可能对芯片正常工作的影响，另一方面也可滤除显示电路给模拟电路带来的噪音。R?=?67*(VCC?ULED)?–?100二、串行接口电路BC7275采用SPI接口，接口速率可以达到64Kbps，可以使用MOSI,?CLK,?CS?3线连接标准的SPI接口(见典型应用图),?也可以接为2线方式，将CS直接接地，只使用时钟线和数据线。?北京凌志比高科技有限公司版权所有 9BC7275-5位LED数码管驱动芯片 一般MCU上SPI接口均可设置不同的工作模式，与BC7275相连时，应该设置成主机(Master)模式，CLK空闲时高电平，数据在第一个时钟沿传递，在第二个时钟沿采样。接口的时钟频率，必须在64KHz以下。因为接口部分的高电平最低输入电压在电源电压为5V时为3.7V,?因此，如果BC7275的电源电压为5V,?无法直接与3V系统接口，因BC7275本身可工作在3V电源电压下，因此当系统MCU为3V或3.3V供电时，建议BC7275也采用相同的供电电压。如果确需令BC7275工作于5V，需要外加电平转换电路。74HCT的逻辑电路，当电源电压为5V时，高电平最低输入电压为2V，可以直接接受3V系统的输入。在通讯线路中串入这样的缓冲器，即可解决电平匹配的问题。如图：程序流程因为接口协议简单，而且很多新型单片机都带有内置的硬件SPI接口，因此，与BC7275的软件接口也非常容易实现。简单来说，可以分为三种方式：?纯软件使用I/O口模拟?使用硬件SPI接口，但使用查询方式?北京凌志比高科技有限公司版权所有 10BC7275-5位LED数码管驱动芯片 ?使用硬件SPI接口，且使用SPI接口中断三种方式可谓各有优缺点，下面是三种接口方式的比较：软件模拟SPI接口硬件SPI接口/查询方式所需代码长度是否可以灵活安排I/O口使用通讯时是否可同时执行其它任务较短可以不可以最短硬件SPI接口/中断方式较长不能，由MCU硬件决定不能，由MCU硬件决定有限，必须等待前一字节发送完成，连续通讯时几乎与软件模拟方式一样不需要可以。主程序只需将所需发送数据写入缓冲区当使用2线方式(CS直接接地)时，通讯过程中是否需要屏蔽其它执行时间超过2个扫猫周期的中断需要屏蔽不需要因为数字显示往往是系统中对实时性要求最低的、同时也是优先级最低的任务，并不需要使用中断来做后台的SPI接口控制，因此，一般建议使用硬件SPI接口+查询方式的方案。软件模拟方式流程图：?北京凌志比高科技有限公司版权所有 11BC7275-5位LED数码管驱动芯片 函数名：发送一个指令函数名：发送一个字节参数：寄存器地址，数据参数：待发送字节延时?T (保证CS上升沿延时?T和下降沿之间时间间隔)CS=0Y最高位是否为1?N

MOSI=1MOSI=0发送字节：寄存器地址发送字节：数据CLK=0CS=1延时?T数据左移1位CLK=1RET延时?TN是否8位均发送完成?YRET硬件SPI接口+查询方式流程图：?北京凌志比高科技有限公司版权所有 12BC7275-5位LED数码管驱动芯片 函数名：发送一个指令函数名：发送一个字节参数：寄存器地址，数据参数：待发送字节延时?T (保证CS上升沿延时?T和下降沿之间时间间隔)(一般不需要，根据硬件决定)CS=0数据写入SPI口发送寄存器发送字节：寄存器地址检查SPI口状态位发送字节：数据N是否发送完成?CS=1Y延时?TRET(一般不需要，根据硬件决定)RET硬件SPI接口+中断方式流程图：(注:?流程图中省略了可能需要的在CS下降延后和上升沿前的?T延时)函数名：发送一个指令函数名：发送一个字节参数：寄存器地址，数据参数：待发送字节NSPI接口是否Y发送字节：寄存器地址处于空闲状态?Y缓冲区满?延时?T发送字节：数据数据写入FIFO缓冲区CS=0RET数据写入SPI口发送寄存器RET?北京凌志比高科技有限公司版权所有 13BC7275-5位LED数码管驱动芯片 中断服务程序：SPI接口发送完成中断N从缓存区取出一个字节写入发送寄存器发送缓存区是否已空？YCS=1RET注：在中断方式下，因为缓冲区的存在，“发送一个指令”子程序的调用和数据实际在SPI口上发出的时间会有不同步的问题，因此，不能如其它两种方式一样在“发送一个指令”子程序中控制CS片选信号的电平变化。比较好的方式是，在“发送一个字节“子程序中，检查如果当前SPI口处于空闲状态，则先将CS信号置低，然后将数据写入SPI口发送寄存器开始发送。在SPI口中断处理程序中，如果发现当前缓冲区已经为空，表示所有数据均发送完成，此时将CS恢复为高电平。这个方式和在“发送指令”子程序中控制CS效果有所区别，在“发送指令”子程序中控制CS时，CS信号随每个指令都会跳变一次；中断方式下，CS则按指令组为跳变，每组连续发出的指令中间，CS都将维持在低电平，直至所有数据发送完成，才会恢复为高电平。封装信息BC7275有DIP20和SSOP20两种封装，封装的尺寸分别如下：SSOP20封装尺寸?北京凌志比高科技有限公司版权所有 14BC7275-5位LED数码管驱动芯片 ?北京凌志比高科技有限公司版权所有 15BC7275-5位LED数码管驱动芯片 20封装尺寸?北京凌志比高科技有限公司版权所有 16BC7275-5位LED数码管驱动芯片 附录：BC727X系列芯片BC7275BC7276芯片封装可驱动数码管位数键盘接口数码管类型外接驱动驱动大尺寸数码管BC7277SDIP24/SSOP24916键共阴不需要不可以DIP20/SSOP205无共阴不需要不可以DIP20/SSOP208或1616键共阳三极管和移位寄存器可以?北京凌志比高科技有限公司版权所有 17