LED驱动芯片FZH107，应用开发相关数据技术手册

​ 1、概述

        FZH107 （深圳市方中禾科技）是一个带键盘扫描接口的 LED（发光二极管显示器）驱动控制专用电路， 内部集成有 MCU 接口、数据锁存器、LED 大电流驱动、键盘扫描等电路。FZH107 利用 LED 管正、反向特性差异，采用专利的段、位复用方法，使用 12 根信号线提供多达 8 段×12 位的 LED 显示。FZH107 的 MCU 接口采用双向二线制串行总线协议进行通信。 主要应用于 VCR、VCD、DVD 及家庭影院等小家电产品的显示屏驱动。

其特点如下：

        ● 显示模式可选（8 段×12 位、7 段×10 位）

        ● 键扫描（8×4）

        ● 辉度调节电路（占空比 8 级可调）

        ● 两线串行接口（CLK，DIO）

        ● 串行接口内置 10kΩ上拉电阻

        ● 振荡方式：内置 RC 振荡（500kHz）

        ● 内置上电复位电路

        ● 封装形式：DIP16/SOP16

2、功能框图与引脚说明

2. 1、功能框图

2. 2、功能描述

        电路上电后，RC 振荡器起振，同时通过内部的复位电路对电路进行初始化，如操 作模式、显示控制等。电路初始化后，可通过串行接口接收 MCU 发送的指令、数据等。数据的接收和发送总是从字节的最低位 LSB 开始。

        电路内主要有三条数据流：

        ¾ 串行接口 → 串并转换 → 指令译码 → 控制信息

        ¾ 串行接口 → 串并转换 → 显示数据存贮器 → 输出驱动

        ¾ 按键输入 → 按键锁存 → 按键存贮单元 → 并串转换 →DIO 输出

2.2.1、串行接口的时序

        指令和数据的接收和发送总是从字节的最低位 LSB 开始。指令和数据的传输带有应答信号 ACK，在传输指令和数据的过程中，在时钟线的第九个时钟芯片内部会产生一个应答信号 ACK 将 DIO 管脚拉低。指令开始的标志是 CLK 为高电平时，DIO 由高变低（下降沿）；指令结束的标志是 CLK 为高电平时，DIO 由低变高（上升沿）；数据在CLK为低电平时改变。下图是 FZH107 接收一条指令和一个数据的串口时序图。图中实现的功能是写入了一个地址设置指令和一个 RAM 数据。

2.2.1.1、应用时串行数据的传输

(1) 写 RAM 数据时地址自动加 1 模式

(2) 写 RAM 数据时地址固定模式

(3) 读取按键值（连续读 4 个字节）

command1：显示模式设置指令

command2：操作模式设置指令（写数据）

data1~N：传输显示数据

command3：地址设置指令

command4：显示控制指令

command5：操作模式设置指令（读数据）

key data byte 0~3：按键数据

        注 1：由于FZH107 采用简易 I2C 通讯协议，所以不管是写数据操作还是读数据操作， “ACK”

始终由 FZH107 发出，MCU 只负责读取“ACK”信号。

        注 2：正常工作时，MCU 会不断地将显示数据写入 FZH107。推荐在每次 MCU 向FZH107 发送“操作模式设置指令”（command2）之前先发送一条“显示模式设置指 令”（command1）。

2.2.2、指令设置

        串行接口的指令有显示模式设置指令、操作模式设置指令、数据 RAM 地址设置指令、显示控制指令、显示控制指令，具体如下：

2.2.2.1、显示模式设置指令

        显示模式设置指令用于设置显示模式。上电后应该首先执行该指令。FZH107 提供2 种显示模式：8 段 X 12 位、7 段 X 10 位。执行该指令时，如果显示模式改变，会关闭显示，要重新显示，必须执行显示开/关指令“ON”。初始化 b0 为‘0’，显示模式为 8段 X 12 位。具体格式如下：

2.2.2.2、操作模式设置指令

        该指令主要是用来设置写数据操作还是读按键数据操作，另外还可以设置是正常工作模式还是测试模式，以及在写数据时的地址模式。该指令的识别码为‘01’, 初始化后低四位为 0，具体格式见下图。

2.2.2.3、地址设置指令

        该指令用来设置所要的显示数据存贮器写入地址，所设置的地址要在 0000B～1011B 之间。若所设置的地址大于 1011B，则被认为是无效地址，实际不能写入，直至设置了 一个有效地址。该指令的识别码为‘11’，初始化后低四位为 0，具体格式见下图。

2.2.2.4、显示控制指令

        该指令用来设置显示亮度，以及开/关显示设置。在该指令中，指令识别码为‘10’，初始化后低四位为 0，具体格式见下图。

2.2.3、LED 显示控制

        引脚 S1～S12 轮流作段（SEG）、位（GRID），电路通过 MUX 选择合适的输出。

当显示模式是 8 段 X 12 位时，显示时序是：

        时刻 1，S1 作为 GRID1，S5-S12 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 2，S2 作为 GRID2，S5-S12 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 3，S3 作为 GRID3，S5-S12 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 4，S4 作为 GRID4，S5-S12 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 5，S5 作为 GRID5，S1-S4、S9-S12 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 6，S6 作为 GRID6，S1-S4、S9-S12 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 7，S7 作为 GRID7，S1-S4、S9-S12 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 8，S8 作为 GRID8，S1-S4、S9-S12 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 9，S9 作为 GRID9，S1-S8 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 10，S10 作为 GRID10，S1-S8 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 11，S11 作为 GRID11，S1-S8 作为 SEG1-SEG8；

        时刻 12，S12 作为 GRID12，S1-S8 作为 SEG1-SEG8。

当显示模式是 7 段 X 10 位时，显示时序是：

        时刻 1，S1 作为 GRID1，S6-S12 作为 SEG1-SEG7；

        时刻 2，S2 作为 GRID2，S6-S12 作为 SEG1-SEG7；

        时刻 3，S3 作为 GRID3，S6-S12 作为 SEG1-SEG7；

        时刻 4，S4 作为 GRID4，S6-S12 作为 SEG1-SEG7；

        时刻 5，S5 作为 GRID5，S6-S12 作为 SEG1-SEG7；

        时刻 6，S8 作为 GRID5，S1-S7 作为 SEG1-SEG7；

        时刻 7，S9 作为 GRID5，S1-S7 作为 SEG1-SEG7；

        时刻 8，S10 作为 GRID5，S1-S7 作为 SEG1-SEG7；

        时刻 9，S11 作为 GRID5，S1-S7 作为 SEG1-SEG7；

        时刻 10，S12 作为 GRID5，S1-S7 作为 SEG1-SEG7；

2.2.4、显示数据存储器

        FZH107 最大支持 8SEGX 12GRID 的显示模式。当使用 8SEG X 12GRID 模式时，显示图形、显示数据存贮器、写入数据三者之间的关系如下图所示：

        当使用 7SEG X 10GRID 模式时，显示图形、显示数据存贮器、写入数据三者之间的关系如下图所示。其中 GRID11 和 GRID12 所对应的 RAM 数据与显示无关。但是当使用写 RAM 数据地址自动加 1 模式时，地址 GRID11 和 GRID12 也是参与累加的。

2.2.5、按键处理模块

        引脚 S9/K1、S10/K2、S11/K3、S12/K4 和 S1～S8 组成按键矩阵，S9/K1、S10/K2、 S11/K3、S12/K4 需串接 10kΩ电阻到按键矩阵，如下图：

        读取按键数据时，从低位开始，必须读满 4 个字节。所读数据、按键存储单元、扫描数据三者关系如下表所示。“1”表示有按键，“0”表示无按键。

        如果有多个按键按下，S1~S8 之间可能出现短路现象，引起显示错误，解决方法可 以在 S1

~S8 上串接电阻，串接电阻大小为 5.1KΩ，同时将 S9~S12 上串接的电阻大小也改为 5.1KΩ，如下图。

        当需要使用的组合按键超过 3 个（包含 3 个）时，请将组合按键置于不同的 K 线上 或不同的 S 线上。

2. 3、引脚排列图

2. 4、引脚说明与结构原理图

3、电特性

3. 1、极限参数

除非另有规定，Ta=25℃ 

3. 2、电特性

除非另有规定，T＝-20～70℃，VDD＝5V，GND＝0V 

4、典型应用线路与应用说明

4. 1、8SEG×12GRID 模式时的典型共阴应用方案

        对应的 RAM 数据如下表。如果要让该数码管显示 1 的第一位显示“0”，那么需要在表中 1a、1b、1c、1d、1e 和 1f 的位置写入 1，其余位置地址写入 0。

4. 2、8SEG×12GRID 模式时的典型共阳应用方案

        对应的 RAM 数据如下表。如果要让该数码管显示 LED1 的第一位显示“0”，那么需要在表中 1a、1b、1c、1d、1e 和 1f 的位置写入 1，其余位置写入 0。

4. 3、7SEG×10GRID 模式时的典型共阴应用方案

        对应的 RAM 数据如下表。如果要让该数码管显示 1 的第一位显示“0”，那么需要在表中1a、1b、1c、1d、1e 和 1f 的位置写入 1，其余位置写入 0。

4. 4、应用说明

        VDD 和 GND 之间的滤波电容应尽量靠近芯片放置，加强滤波效果。

5、封装尺寸与外形图

5. 1、SOP16 

5. 2、DIP16

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深圳市方中禾科技有限公司,集成电路生产国内知名品牌"FZH",以集成电路（IC）研发、集成电路封装、半导体测试、产业一体化的特色综合性企业，专注芯片设计开发,生产销售十余年，是一家兼具集成电路创新动力、研发能力、应用经验丰富的知名品牌公司。
公司产品涵盖LED驱动芯片、液晶屏驱动、耳机降噪芯片、模拟与数字转换器IC、电容屏驱动、触摸IC等。具体产品型号包括：触摸芯片FZH31，LED数码管驱动芯片FZH114、FZH100、FZH110、FZH119A，LCD液晶屏驱动芯片FZH1621、FZH1625，LED全彩驱动芯片FZH04、FZH09、FZH12，以及ADC模数转换芯片FZH23、FZH709等。

审核编辑 黄宇