LCD驱动芯片FZH1643，应用开发相关数据技术手册

​ 特性描述

        FZH1643（深圳市方中禾科技）是80点模式（20SEG×4COM）或者128点模式（16SEG×8COM）的内存映象和多功能的 LCD驱动专用芯片,最大自带键扫矩阵电路20×1或16×1矩阵。FZH1643的软件配置特性使它适用 于多种LCD应用场合,包括:LCD模块和显示子系统。用于连接主控制器和FZH1643的管脚只有2线 I2C通讯方式。本产品性能优良、质量可靠。

功能特点

        Ø 工作电压2.4～5.5V 

        Ø COMS工艺制造

        Ø 各种显示模式

                - 电路在20×4显示模式中，20SEG和4COM，1/3Bias，1/4Duty 

                -电路在16×8显示模式中，16SEG和8COM，1/4Bias，1/8Duty 

        Ø 键扫功能

                -最大20×1矩阵扫描电路在20×4显示模式中

                -最大16×1矩阵扫描电路在16×8显示模式中

        Ø R/W地址自动递增

        Ø 可选的硬件中断

        Ø 内置最大16ⅹ8位显示数据寄存器

        Ø I2 C通讯接口

        Ø 封装形式：SOP28

应用领域

        Ø 工业控制指示

        Ø 数字时钟，温度计，计数器，电压表

        Ø 仪表读数

        Ø 其他消费应用LCD显示器

内部结构框图

管脚排列 

管脚功能

输入输出等效电路 

        集成电路系静电敏感器件，在干燥季节或者干燥环境使用容易产生大量静电，静电放电 可能会损坏集成电路，建议采取一切适当的集成电路预防处理措施，不正当的操作焊接， 可能会造成 ESD 损坏或者性能下降，芯片无法正常工作。

极限参数

        (1)芯片长时间工作在上述极限参数条件下，可能造成器件可靠性降低或永久性损坏，不建议实际 使用时任何一项参数达到或超过这些极限值。

        (2)所有电压值均相对于系统地测试。

推荐工作条件

 DC 电气特性 

AC 电气特性

AC 交流特性 

I²C 数据传输时间波形

上电时注意事项

        在给芯片上电时，芯片内部以及复位电位会有一段时间处于不稳定的低电压区域，由于VDD的电 压在上升造成芯片内容没有完全被复位，这样的误操作有可能发生。这了防止这样的情况发生，附加 了POR电路以及软件复位功能。为了确保正常的芯片内部复位，上电时必须满足以下条件。

        为了使POR电路工作而需满足tR tF tOFF,Vbot的推荐条件

应用信息

无 INT 的 20*4 显示模式电路图

有 INT 的 19*4 显示模式电路图 

无 INT 的 16*8 显示模式电路图 

有 INT 的 15*8 显示模式电路图命令详述

系统设置命令

这个命令用于设定后续函数。

1.FZH1643 工作在正常模式或待机模式。

2.开启/关闭 LCD 显示屏

模式设置命令

这个命令用于设定后续函数。

1.显示模式选择，20*4 的显示模式或 16 *8 的显示模式。

2.设置 FZH1643 SEG/ INT 端口为段输出或 INT 输出。

3.INT 输出可设定为低电平有效或高电平有效。

系统振荡器

        内部逻辑和 FZH1643 的 LCD 驱动信号都由内部集成 RC 振荡器定时。在系统初始上电后，系 统振荡器处于停止状态。

LCD 偏置发生器

        VLCD 满量程电压（VOP）从VDD 到 VSS。VLCD 偏置电压是从连接 VLCD 和 VSS 之间的三个 串联电阻内部分压器得到(此 VLCD 已在芯片内部与 VDD 连接，不可调节)。电阻可以通过不同的开 关切换，以提供 1/8 占空比时的 1/4 偏压或 1/4 占空比时的 1/3 偏压电平。

段驱动器输出

        LCD 驱动部分包括段输出，段输出应直接连接到液晶显示面板。按照多路复用列信号和与在显示 锁存的数据驻留产生段输出信号。未使用的段输出必须保持开路。

共用驱动器输出

        LCD 驱动部分包括将其直接连接到 LCD 面板的列输出。该按照所选的 LCD 驱动模式产生共用输 出信号。未使用的列输出应保持开路。

显示存储器 -RAM 结构

        存储数据的 RAM 是一个静态的 16×8 位 RAM 显存。在 RAM 位映射的逻辑“1”表示“接通” 相应的 LCD 段的状态;同样一个逻辑 0 表示“关”的状态，RAM 地址和段输出是一一对应关系，并且 RAM 字节的各位和列输出也是一一对应关系。下表显示从 RAM 到 LCD 模式的映射：

LCD 驱动模式波形

20*4 显示模式, 1/4 duty , 1/3 bias 

16*8 显示模式, 1/8 duty , 1/4 bias

键扫功能

        1.FZH1643 支持 20*4 的显示模式时的 20*1 矩阵键扫描，16*8 的显示模式时的 16*1 矩阵键扫描。

        2.硬件中断功能是可选的，允许 SEG19/ COM4/ K19/ INT 在 20*4 的显示模式或 SEG15/ K15/ INT 用 作一个 INT 输出或作为段驱动器。中断 Flag 可以读（轮询）通过串行接口代替。

        3.键扫描输入引脚与段输出引脚共用。

        4.键扫描周期时间不断循环，所有的按键经历过一个完整的键盘扫描去抖超过 20ms。

        5.INT 输出为低电平时，当模式设置命令的“ACT”位被设置为“0”时，INT 输出为低电平有效。

        6.INT 输出为高电平时，当模式设置命令的“ACT”位被设置为“1”时，INT 输出为高电平有效。

键扫描和 INT 时序

        1.按键数据被更新，并且如果键被按下 2 个周期 INT 数据被改变。

        2.当第一个键被按下后，INT 函数被改变。

        3.当按键数据已被读出时，按键数据寄存器被清为“0”，在 INT FLAG 位设置为“0”。该 INT 引脚 变为低电平时，“ACT”位模式 set 命令设定为“1”。

        4.当按键数据已被读出时，按键数据寄存器被清为“0”，在 INT FLAG 位被设置为“1”，该 INT 引 脚为低电平时，“ACT”位的模式 set 命令被设定为“0”。

        5.INT FLAG 寄存器如下所示。要清除 INT FLAG 状态，按键数据寄存器 0x20H～0x22H 必须在一 个操作中被读取。

矩阵按键电路

        FZH1643 集成一个可检测按键的扫描电路。它具备 20 个输入（K0 至 K19，与 SEG0 到SEG19）在 20*4 的显示模式中或 16 个输入（K0 至 K15，与 SEG0 共享 SEG15）在 16*8 显示模式 中。键矩阵具有 20 *1 矩阵中的 20 *4 显示模式或 16 *1 矩阵中的 16*8 显示模式，电路接法如下图所示：

按键数据寄存器

        按键数据寄存器被读出时，按键数据寄存器被清为“0”。按键数据寄存器从 0X20H 到 0X22H 地 址应连续读取并在一次操作完成。按键数据寄存器的地址和按键数据的输出之间一一对应，按键数据 寄存器字节的各位与所述按键数据输出一一对应。下面显示的映射从 RAM 数据输出：

按键数据寄存器是只读的。按键数据寄存器格式如下所示：

键扫描周期设置命令

        1.FZH1643 可以通过命令设置调整键扫描周期。该设置如下图所示。

        2.键扫描周期的默认值是 2 个时钟周期时间在 20 *4 显示模式，1 个时钟周期时间在 16×8 显示模式。

        3.通常当按键数据可以被正确地读出，用户并不需要使用该命令。

        4.由于各种液晶的特点，在键扫描周期期间会存在不同的 RC 时间常数。如果 LCD 的等效电容较大， 它不能被充电或在按键扫描期间完全放电，数据不能被正确地读取。为了避免读取键错误，用户可以 通过该命令来调节键扫描周期。如果按键扫描周期太长，它可能会影响到液晶视觉质量。

按键扫描周期的设定

显示时间和按键扫描周期的关系

命令/数据的传送方法

芯片是由I² C协议2线串行接口来传送数据的

芯片在输入命令或显示数据时，必须按照以下步骤：

（1）形成开始条件

（2）发送Slave Address 

（3）命令，显示数据的传送

（4）形成停止条件

ACK信号

        进行数据传输时，必须有ACK信号。传送的数据是由8bit为单位组成的，8bit数据传送后返回ACK 信号。8bit数据(Slave Address，Register Address，Data)传送后，在SCL第8个时钟下降沿时SDA数 据输出“L”信号，然后在第9个SCL时钟下降时输出停止。在不需要ACK信号时，从SCL信号的第8个信 号下降到第9个信号的下降为止请输入“L”。

设备寻址

        从地址字节和以下启动条件形成了主设备的第一个字节。该第一个字节的高七位表示从机地址。 第八个 bit 定义读或写操作是否是被设置。当该 R/ W 位为“1”，读取操作被选择，为“0”选择写操 作。

        FZH1643 地址位格式如下所示。当一个地址字节发送，设备匹配第一个起始条件后七位。如果 它们匹配，设备输出一个应答在 SDA 线上。

写操作

字节写操作

        字节写操作需要一个 START 条件，一个从机地址（包含 R/W 位），一个有效的寄存器地址，数 据和 STOP 条件。每传送一个字节，芯片会通过 ACK 进行答复。

注意：如果按照从机地址字节是命令代码，以下命令字节代码将被忽略。

页写操作

        注意：当地址到达 0x8Ah（在 20 *4 显示模式中）或到达 0x8Fh（在 16 *8 显示模式中）后，地址 指针将被重置为 0x80h。

读操作

        1.在读模式下，主设备设置从机地址后读取 FZH1643 数据。继 R/W 位（=“0”）和一个应答位，寄 存器地址（An）写入地址指针。接下来一个开始条件和从机地址再次写入后将 R / W 位（

=“1”）。在 寄存器中的数据开始传送。地址指针递增仅在接收一个应答时钟后。如果寄存器地址（An）是 0X00H～ 0X0FH，达到了存储位置 0X0FH 后，指针将重置为 0X00H；如果寄存器地址（An）是 0X20H～0X22H， 到达存储位置 0X22H 后，指针将重置为 0X20H。

        2.连续地址的读会继续下去，直到主机发送一个 STOP 条件才结束。

命令摘要

操作流程图

初始化

显示数据刷新-地址设置

按键数据读取 

封装示意图:SOP28

审核编辑 黄宇