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TM1640驱动代码解析：从原理到代码实现 | 零基础入门STM32第四十六步

网友: 技术文档 2025-07-30 12:57:47
主题 内容 教学目的/扩展视频 数码管与8个LED 电路原理，跳线设置，手册分析。驱动程序与调用。 做触摸设置的RTC时钟项目。

师从洋桃电子，杜洋老师

📑文章目录

    • 一、TM1640芯片概述
    • 二、驱动代码结构分析
      • 2.1 代码模块结构图
      • 2.2 核心代码模块说明
        • 2.2.1 底层通信协议
        • 2.2.2 初始化配置
        • 2.2.3 显示控制函数
        • 2.2.4 LED流水灯实现
    • 三、关键数据结构解析
    • 四、开发注意事项
    • 五、典型应用场景
    • 六、相关资源

▲ 回顾上期🔍TM1640数码管驱动芯片详解与应用实践 | 零基础入门STM32第四十五步

TM1640驱动代码解析：从原理到代码实现 | 零基础入门STM32第四十六步 （图1：TM1640数码管部分连接示意图） TM1640驱动代码解析：从原理到代码实现 | 零基础入门STM32第四十六步 （图2：TM1640数码管实现示意图）

一、TM1640芯片概述

TM1640是一款LED驱动控制芯片，具有以下特性：

  • 支持7x8段（数码管）或16x4段（LED阵列）显示
  • 内置时钟振荡电路
  • 两线式串行接口（DIN、SCLK）
  • 8级亮度调节
  • 两种地址模式：自动增量/固定地址

▲ 🔍 TM1640 数据手册

二、驱动代码结构分析

2.1 代码模块结构图

#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL {font-family:\"trebuchet ms\",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL svg{font-family:\"trebuchet ms\",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .label{font-family:\"trebuchet ms\",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .label text,#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .node rect,#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .node circle,#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .node ellipse,#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .node polygon,#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:\"trebuchet ms\",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-u4mUauOAdtwtmguL :root{--mermaid-font-family:\"trebuchet ms\",verdana,arial,sans-serif;} 主程序 TM1640初始化 显示控制 LED控制 GPIO配置 通信协议配置 段码转换 地址设置 LED数据移位

2.2 核心代码模块说明

2.2.1 底层通信协议
void TM1640_start(){ //通信时序 启始（基础GPIO操作）（低层）GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1delay_us(DEL);GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(0)); //接口输出0delay_us(DEL);GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(0)); //接口输出0delay_us(DEL);}void TM1640_stop(){ //通信时序 结束（基础GPIO操作）（低层）GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(0)); //接口输出0GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1delay_us(DEL);GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1delay_us(DEL);}void TM1640_write(u8 date){//写数据（低层）u8 i;u8 aa;aa=date;GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(0)); //接口输出0GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(0)); //接口输出0for(i=0;i<8;i++){GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(0)); //接口输出0delay_us(DEL);if(aa&0x01){GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1delay_us(DEL);}else{GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(0)); //接口输出0delay_us(DEL);}GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(1)); //接口输出高电平1delay_us(DEL);aa=aa>>1; }GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_DIN,(BitAction)(0)); //接口输出0GPIO_WriteBit(TM1640_GPIOPORT,TM1640_SCLK,(BitAction)(0)); //接口输出0}

时序特点：

  • 下降沿锁存数据
  • 低位（LSB）先发送
  • 每个时钟周期传输1bit
2.2.2 初始化配置
void TM1640_Init(void){ // GPIO初始化（略） TM1640_start(); TM1640_write(0x44); // 固定地址模式 TM1640_stop(); TM1640_start(); TM1640_write(0x8C); // 显示开启，亮度等级4 TM1640_stop();}

关键配置说明：

  • 0x44：固定地址模式（推荐避免显示错位）
  • 0x8C：显示使能 + 亮度设置（值范围0x88-0x8F）
2.2.3 显示控制函数
void TM1640_display(u8 address,u8 date){ //固定地址模式的显示输出 const u8 buff[21]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,0x00};//数字0~9及0~9加点显示段码表 //--------------- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 无  TM1640_start(); TM1640_write(0xC0+address); //传显示数据对应的地址 TM1640_write(buff[date]); //传1BYTE显示数据 TM1640_stop();

地址映射规则：

  • 数码管地址范围：0xC0~0xC7（对应8位数码管）
  • LED地址固定为0xC8（控制8个独立LED）
2.2.4 LED流水灯实现
// 主程序中的LED控制逻辑u8 c = 0x01;while(1){ TM1640_led(c); // 输出LED数据 c <<= 1; // 左移实现流水效果 if(!c) c = 0x01;// 循环复位 delay(125);}

移位逻辑说明：
• 初始值0x01（二进制00000001）
• 每次左移1位实现LED流动效果
• 0x01 → 0x02 → 0x04 → … → 0x80 → 复位

▲ 完整工程代码示例⏬数码管RTC显示程序

三、关键数据结构解析

段码对照表

序号 段码值 对应显示 0 0x3F 0 1 0x06 1 … … … 10 0xbF 0. … … … 19 0xeF 9. 20 0x00 全灭

四、开发注意事项

  1. 时序稳定性：调整DEL值确保通信可靠
  2. 地址模式选择：
    • 固定地址（0x44）：需指定每个显示位置
    • 自动增量（0x40）：连续写入多个数据
  3. 亮度调节：根据环境光照选择合适等级（0x88-0x8F）
  4. 段码自定义：修改buff数组实现特殊符号

五、典型应用场景

  1. 电子时钟（如文中RTC时间显示）
  2. 工业仪表显示
  3. LED状态指示面板
  4. 智能家居控制面板

六、相关资源

[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32F103xx官方数据手册
[3] STM32F103X8-B数据手册（中文）
[4] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[5] 数码管RTC显示程序
[6] TM1640 数据手册

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📌 下期预告：下一期将探讨旋转编码器原理与驱动，欢迎持续关注！

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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

  • v1.0 初始版本（2025-03-05）
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