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[其他芯片] 数码管驱动和键盘扫描芯片CH452的使用分享

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dffzh 发表于 2025-11-11 10:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
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@21小跑堂

CH452是一款用来驱动数码管显示和扫描键盘的芯片，可以动态驱动8位数码管或者64只LED，具有BCD译码、闪烁、移位、段位寻址、光柱译码等功能；同时还可以进行64键的键盘扫描；CH452通过可以级联的4线串行接口或者2线串行接口与单片机等交换数据。我们使用的是28引脚的CH452A，使用4线串行接口进行通信，如下图所示：
361886912a238c19a0.png
584516912a23e7b3ad.png
接下来我就先分享一下自己解读CH452芯片手册的获取到的一些主要信息，然后展示一下基于C语言的芯片驱动代码。
CH452A的主要引脚说明如下图所示：
137926912a24b1a772.png
89726912a250c77a4.png
数码管显示驱动和键盘扫描相互独立，MCU可以通过操作设定系统参数命令来分别启用或者关闭这两个功能：
237566912a25d391fb.png
CH452支持扫描极限控制，可以通过降低扫描极限值来提高数码管的显示亮度：
986156912a268be765.png
另外，为了防止因为按键抖动或者外界干扰而产生误码，芯片自带按键消抖机制，其主要原理是实行两次扫描，即只有当两次键盘扫描的结果相同时，才会被确认有有效按键：
509426912a27448e64.png
需要注意的是，CH452不支持组合按键，在同一时刻，不能有两个或者更多的按键被按下；如果出现这种情况，则按键代码较小的按键优先。
按键读取时，CH452会先通过DOUT引脚触发低电平的按键中断输出，MCU检测到按键中断后，再通过按键读取命令读取当前按键值。另外，。单片机可以在任何时候读取按键代码，但一般在CH452检测到有效按键而产生 键盘中断时读取按键代码，此时按键代码的位6总是1，另外，如果需要了解按键何时释放，单片机 可以通过查询方式定期读取按键代码，直到按键代码的位6为0。
CH452支持的操作命令如下表所示，另外，对于4线接口，只支持持下表中[方向]属性含“写”的命令和[读取按键代码]命令：
612416912a27ecdca4.png
具体需要配置哪些操作命令，坛友们可以根据项目和产品需求进行操作。
以上就是我解读CH452的一些比较重要的信息，其他包括时序图什么的，可以参考数据手册。
然后我再分享一下CH452的基于C语言的驱动代码，主要包括两个文件，一个是CH452.c源文件，一个是CH452.h头文件，其中延时时间这块需要根据不同MCU平台及硬件参数自行调整，确保时序波形不失真的情况下可以满足速度要求。
其中头文件的主要代码如下所示，主要包括硬件GPIO配置（不同MCU可以自行修改），CH452常用命令定义及对外函数接口声明等：
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  1. #ifndef __CH452A_H__
    

  2. #define __CH452A_H__
    


  3. 

  4. #include "at32f403a_407.h"
    

  5. #include "bsp_exit.h"
    


  6. 

  7. #define  CH452_RST1_GPIO        GPIOA
    

  8. #define  CH452_DCLK_GPIO        GPIOB
    

  9. #define  CH452_DIN_GPIO         GPIOB
    

  10. #define  CH452_DOUT_GPIO        GPIOB
    

  11. #define  CH452_LOAD_GPIO        GPIOA
    


  12. 

  13. #define  CH452_RST1_PIN                GPIO_PINS_2  //GPIO_PINS_12
    

  14. #define  CH452_DCLK_PIN                GPIO_PINS_3
    

  15. #define  CH452_DIN_PIN                GPIO_PINS_5
    

  16. #define  CH452_DOUT_PIN                GPIO_PINS_4
    

  17. #define  CH452_LOAD_PIN         GPIO_PINS_11
    


  18. 

  19. #define CH452_RESET_SET()    gpio_bits_write(CH452_RST1_GPIO, CH452_RST1_PIN, TRUE)
    

  20. #define CH452_RESET_CLR()    gpio_bits_write(CH452_RST1_GPIO, CH452_RST1_PIN, FALSE)
    


  21. 

  22. #define CH452_DCLK_SET()     gpio_bits_write(CH452_DCLK_GPIO, CH452_DCLK_PIN, TRUE)
    

  23. #define CH452_DCLK_CLR()     gpio_bits_write(CH452_DCLK_GPIO, CH452_DCLK_PIN, FALSE)
    


  24. 

  25. #define CH452_LOAD_SET()     gpio_bits_write(CH452_LOAD_GPIO, CH452_LOAD_PIN, TRUE)
    

  26. #define CH452_LOAD_CLR()     gpio_bits_write(CH452_LOAD_GPIO, CH452_LOAD_PIN, FALSE)
    


  27. 

  28. #define CH452_DIN_SET()      gpio_bits_write(CH452_DIN_GPIO, CH452_DIN_PIN, TRUE)
    

  29. #define CH452_DIN_CLR()      gpio_bits_write(CH452_DIN_GPIO, CH452_DIN_PIN, FALSE)
    


  30. 

  31. #define CH452_DOUT_READ()    gpio_input_data_bit_read(CH452_DOUT_GPIO,CH452_DOUT_PIN)
    


  32. 

  33. #define        DISABLE_KEY_INTERRUPT()        {DISABLE_CH452A_DOUT_INT();}
    

  34. #define        ENABLE_KEY_INTERRUPT()        {ENABLE_CH452A_DOUT_INT() ;}
    

  35. #define CLEAR_KEY_INT_FLAG()    {CLEAR_CH452A_INT_FLAG();}   
    


  36. 

  37. /* CH451和CH452的常用命令码 */
    

  38. #define CH452_NOP                0x0000                                        // 空操作
    

  39. #define CH452_RESET     0x0201                                        // 复位
    

  40. #define CH452_LEVEL                0x0100                                        // 加载光柱值,需另加7位数据
    

  41. #define CH452_CLR_BIT        0x0180                                        // 段位清0,需另加6位数据
    

  42. #define CH452_SET_BIT        0x01C0                                        // 段位置1,需另加6位数据
    

  43. #define CH452_SLEEP                0x0202                                        // 进入睡眠状态
    

  44. #define CH452_LEFTMOV   0x0300                            // 设置移动方式-左移
    

  45. #define CH452_LEFTCYC   0x0301                            // 设置移动方式-左循环
    

  46. #define CH452_RIGHTMOV  0x0302                            // 设置移动方式-右移
    

  47. #define CH452_RIGHTCYC  0x0303                            // 设置移动方式-右循环        
    

  48. #define CH452_SELF_BCD        0x0380                                        // 自定义BCD码,需另加7位数据
    

  49. #define CH452_SYSOFF    0x0400                                        // 关闭显示、关闭键盘
    

  50. #define CH452_SYSON1    0x0401                                        // 开启显示
    

  51. #define CH452_SYSON2    0x0403                                        // 开启显示、键盘
    

  52. #define CH452_SYSON2W   0x0423                                        // 开启显示、键盘, 真正2线接口
    

  53. #define CH452_NO_BCD    0x0550                                        // 设置默认显示方式,可另加3位扫描极限,0101 0101 0000
    

  54. #define CH452_BCD       0x0580                                        // 设置BCD译码方式,可另加3位扫描极限
    

  55. #define CH452_TWINKLE   0x0600                            // 设置闪烁控制,需另加8位数据
    

  56. #define CH452_GET_KEY        0x0700                                        // 获取按键,返回按键代码
    

  57. #define CH452_DIG0      0x0800                                        // 数码管位0显示,需另加8位数据
    

  58. #define CH452_DIG1      0x0900                            // 数码管位1显示,需另加8位数据
    

  59. #define CH452_DIG2      0x0a00                            // 数码管位2显示,需另加8位数据
    

  60. #define CH452_DIG3      0x0b00                            // 数码管位3显示,需另加8位数据
    

  61. #define CH452_DIG4      0x0c00                            // 数码管位4显示,需另加8位数据
    

  62. #define CH452_DIG5      0x0d00                                        // 数码管位5显示,需另加8位数据
    

  63. #define CH452_DIG6      0x0e00                                        // 数码管位6显示,需另加8位数据
    

  64. #define CH452_DIG7      0x0f00                            // 数码管位7显示,需另加8位数据
    


  65. 

  66. // BCD译码方式下的特殊字符
    

  67. #define                CH452_BCD_SPACE                0x10
    

  68. #define                CH452_BCD_PLUS                0x11
    

  69. #define                CH452_BCD_MINUS                0x12
    

  70. #define                CH452_BCD_EQU                0x13
    

  71. #define                CH452_BCD_LEFT                0x14
    

  72. #define                CH452_BCD_RIGHT                0x15
    

  73. #define                CH452_BCD_UNDER                0x16
    

  74. #define                CH452_BCD_CH_H                0x17
    

  75. #define                CH452_BCD_CH_L                0x18
    

  76. #define                CH452_BCD_CH_P                0x19
    

  77. #define                CH452_BCD_DOT                0x1A
    

  78. #define                CH452_BCD_SELF                0x1E
    

  79. #define                CH452_BCD_TEST                0x88
    

  80. #define                CH452_BCD_DOT_X                0x80
    


  81. 

  82. // 有效按键代码
    

  83. #define                CH452_KEY_MIN                0x40
    

  84. #define                CH452_KEY_MAX                0x7F
    


  85. 

  86. // 设置延时时间
    

  87. #define     DLCK_FREQ_DELAY     10
    

  88. #define     CMD_LOAD_DELAY      60
    


  89. 

  90. // LED matrix: 5*8
    

  91. #define   CH452_LED_DIG_NUM    5
    

  92. #define   CH452_LED_SEG_NUM    8
    


  93. 

  94. extern const uint16_t ch452_dig_cmd[CH452_LED_DIG_NUM];
    


  95. 

  96. // 对外子程序
    

  97. extern void CH452_Init(void);    // 初始化CH452
    

  98. extern uint8_t CH452_Read(void);             // 从CH452读取按键代码
    

  99. extern void CH452_Write(uint16_t cmd);         // 向CH452发出操作命令
    

  100. extern void CH452_UpdateRow(uint8_t row, uint8_t data);  //将LED数据写入CH452
    


  101. 


  102. 

  103. #endif /* __CH452A_H__ */
其中源文件的主要代码如下所示，主要包括CH452初始化接口、写数据接口、读数据接口等：

复制
  1. #include "ch452a.h"
    


  2. 

  3. // 更新字数据的命令
    

  4. const uint16_t ch452_dig_cmd[CH452_LED_DIG_NUM] = 
    

  5. {
    

  6.     CH452_DIG0,
    

  7.         CH452_DIG1,
    

  8.         CH452_DIG2,
    

  9.         CH452_DIG3,
    

  10.         CH452_DIG4
    

  11. };
    


  12. 

  13. static void CH452_Delay(uint32_t count) 
    

  14. {
    

  15.      uint32_t i;
    

  16.  
    

  17.      for(i = 0; i < count; i++)
    

  18.      {
    

  19.              __asm("nop");
    

  20.      }
    

  21. }
    


  22. 

  23. // CH452A初始化配置
    

  24. void CH452_Init(void)
    

  25. {
    

  26.     uint8_t row = 0;
    


  27. 

  28.     //复位CH452
    

  29.     CH452_Write(CH452_RESET);
    

  30.         CH452_Delay(1000);
    

  31.     //启用显示和键盘
    

  32.     CH452_Write(CH452_SYSON2); 
    

  33.         //设置扫描极限为5，DIG0~DIG4
    

  34.         CH452_Write(CH452_NO_BCD);
    


  35. 

  36.         //清除所有LED状态
    

  37.         for(row = 0; row < CH452_LED_DIG_NUM; row++) 
    

  38.         {
    

  39.         CH452_Write(ch452_dig_cmd[row] | 0x00);
    

  40.     }
    

  41. }
    


  42. 

  43.  //定义一无符号整型变量存储12字节的命令字。
    

  44. void CH452_Write(uint16_t cmd)
    

  45. {
    

  46.         uint8_t i;
    

  47.         
    

  48.         DISABLE_KEY_INTERRUPT();                  //禁止键盘中断,防止传输过程中被CH452中断而进入中断服务程序中再次传输
    

  49.         CH452_LOAD_CLR();                 //命令开始,LOAD=0
    

  50.         for(i=0; i<12; i++)                                //送入12位数据，低位在前
    

  51.         {
    

  52.             // 输出位数据
    

  53.                 if (cmd & 1) 
    

  54.                 {
    

  55.                     CH452_DIN_SET();
    

  56.                 }
    

  57.                 else 
    

  58.                 {
    

  59.                     CH452_DIN_CLR();
    

  60.                 }  
    

  61.             CH452_DCLK_CLR();
    

  62.                 CH452_Delay(DLCK_FREQ_DELAY);
    

  63.             cmd>>=1;
    

  64.             CH452_DCLK_SET();             //上升沿有效
    

  65.             CH452_Delay(DLCK_FREQ_DELAY);
    

  66.         }
    

  67.           CH452_LOAD_SET();         //加载数据,LOAD上升沿
    

  68.         //命令数据加载周期不小于6US,to test
    

  69.         CH452_Delay(CMD_LOAD_DELAY);
    

  70.           ENABLE_KEY_INTERRUPT();
    

  71. }
    


  72. 

  73. //*************************************************
    

  74. //输入按键代码子程序，从CH452读取
    

  75. uint8_t CH452_Read(void)
    

  76. {
    

  77.         uint8_t i;
    

  78.           uint8_t cmd = 0;
    

  79.         uint8_t keycode = 0;                //定义命令字，和数据存储器
    


  80. 

  81.         // 发送读命令高4位(0111b)
    

  82.           DISABLE_KEY_INTERRUPT();                //禁止键盘中断,防止传输过程中被CH452中断而进入中断服务程序中再次传输        
    

  83.           cmd = (uint8_t)(CH452_GET_KEY>>8);        //读按键的命令字
    

  84.           CH452_LOAD_CLR();
    

  85.           for(i=0; i<4; i++)  // 只需要发出高4位,多发也可以,但应该确保最后留下的4位是该命令码
    

  86.         {
    

  87.             // 输出位数据
    

  88.                 if (cmd & 1) 
    

  89.                 {
    

  90.                     CH452_DIN_SET();
    

  91.                 }
    

  92.                 else 
    

  93.                 {
    

  94.                     CH452_DIN_CLR();
    

  95.                 }  
    

  96.             CH452_DCLK_CLR();                
    

  97.                 CH452_Delay(DLCK_FREQ_DELAY);
    

  98.             cmd>>=1;                              //往右移一位\
    

  99.             CH452_DCLK_SET();                              //产生时钟上升沿锁通知CH451输入位数据
    

  100.             CH452_Delay(DLCK_FREQ_DELAY);
    

  101.          }
    

  102.           CH452_LOAD_SET();                                      //产生加载上升沿通知CH451处理命令数据
    


  103. 

  104.         // 读取7位键值(高位在前)
    

  105.           keycode=0;                                      //清除keycode
    

  106.           for(i=0; i<7; i++)
    

  107.         {
    

  108.                 keycode <<= 1;                              //数据移入keycode,高位在前,低位在后
    

  109.                 if (CH452_DOUT_READ()) 
    

  110.                 {
    

  111.                     keycode++;      //从高到低读入数据
    

  112.                     //keycode |= 0x01;
    

  113.                 }
    

  114.             CH452_DCLK_CLR();                              //产生时钟下升沿通知CH451输出下一位
    

  115.             CH452_Delay(DLCK_FREQ_DELAY);
    

  116.             CH452_DCLK_SET();
    

  117.                 CH452_Delay(DLCK_FREQ_DELAY);
    

  118.          }
    

  119.           CLEAR_KEY_INT_FLAG();             //清中断标志
    

  120.           ENABLE_KEY_INTERRUPT();
    

  121.         
    

  122.           return keycode;                             //反回键值
    

  123. }
    


  124. 


  125. 

  126. // 写入数据到CH452A，更新LED扫描
    

  127. void CH452_UpdateRow(uint8_t row, uint8_t data)
    

  128. {
    

  129.     uint16_t cmd = 0;
    

  130.     
    

  131.     switch(row) 
    

  132.         {
    

  133.         case 0: 
    

  134.                         cmd = CH452_DIG0; 
    

  135.                         break;
    

  136.         case 1: 
    

  137.                         cmd = CH452_DIG1; 
    

  138.                         break;
    

  139.         case 2: 
    

  140.                         cmd = CH452_DIG2; 
    

  141.                         break;
    

  142.         case 3: 
    

  143.                         cmd = CH452_DIG3; 
    

  144.                         break;
    

  145.         case 4: 
    

  146.                         cmd = CH452_DIG4;
    

  147.                         break;
    

  148.                 case 5: 
    

  149.                         cmd = CH452_DIG5;
    

  150.                         break;
    

  151.                 case 6: 
    

  152.                         cmd = CH452_DIG6;
    

  153.                         break;
    

  154.                 case 7: 
    

  155.                         cmd = CH452_DIG7;
    

  156.                         break;
    

  157.         default: 
    

  158.                         return;
    

  159.     }
    

  160.     
    

  161.     // 更新显示缓冲区和硬件
    

  162.     CH452_Write(cmd | data);
    

  163. }
以上的对CH452的解读分享，给大家提供参考。


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 楼主| dffzh 发表于 2025-11-11 10:47 | 显示全部楼层
#申请原创#
@21小跑堂 管理员，你好，求原创审核哦！
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sxy4517 发表于 2025-11-11 13:44 来自手机 | 显示全部楼层
数码管还用在哪些行业？
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 楼主| dffzh 发表于 2025-11-11 14:35 | 显示全部楼层
sxy4517 发表于 2025-11-11 13:44
数码管还用在哪些行业？

我们是用CH452来驱动LED阵列的，和驱动数码管类似。
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