tm1640 是一种led（发光二极管显示器）驱动控制专用电路，内部集成有mcu 数字接口、数据锁存器、led 驱动等电路。本产品性能优良，质量可靠。主要应用于电子产品led显示屏驱动。采用sop28的封装形式。

本文仅以驱动tm1640为例，实际上，知道原理后，很容易扩展到其它类似芯片，如tm1668、tm1621等。

tm1640连续写时序如下图：



这个时序既不是i2c，也不是spi，但是，一部分像i2c，有start、stop，一部分像spi。
要实现这个控制时序，有2个要点：数据在时钟低电平时改变；时钟高电平时间至少维持1μs。控制这种芯片，一般做法是纯软件照时序图控制，但是，那样会消耗很多cpu时间。

对于有硬件spi接口的芯片来说，只要简单变通一下，就可以用软硬结合的办法控制tm1640，大大减少cpu时间占用。

大部分芯片spi时序图是这样，只需控制通讯速率就能满足tm1640控制时序。


不过，有的芯片spi时序是这样，需要硬件上处理一下才能满足tm1640控制时序。


控制要点：
（1）确保数据在时钟低电平时改变数据，对于那些spi接口在时钟高电平时改变数据的芯片，在时钟线加rc积分电路把时钟上升沿推后，确保数据在时钟低电平时改变。


部分rc参数测试结果如下：


（2）初始化时不使能spi，只需用一般gpio方式控制mosi和sclk输出高电平。
（3）开始发送数据时，用一般gpio方式控制mosi和sclk输出高电平输出一个启动信号（mosi输出电平一会后sclk输出低电平）。
（4）spi接口初始化配置为：先发送数据低位、cpol=0、cpha=1（空闲时时钟=低电平，数据在第二个边沿采样），使能spi，使能spi中断（数据量不多，dma意义不大），发送command1：设置数据。
（5）在spi中断服务程序中禁用spi，用一般gpio方式控制mosi和sclk输出一个停止信号和一个启动信号，然后使能spi，发送command2：设置地址。
（6）中断方式继续发送数据直到显示数据发送完成。
（7）最后一个字节显示数据发送完成后的spi中断禁用spi，用一般gpio方式控制mosi和sclk输出一个停止信号和一个启动信号，然后使能spi，发送command3：控制显示。
（8）发送command3后的spi中断禁用spi，用一般gpio方式控制mosi和sclk输出一个停止信号，一次显示数据输出完成。

上述处理信号时序如下：


实际信号如下：


扩展应用
对像tm1668那样多了stb通讯线的芯片，只需在输出stb信号的地方禁用spi，输出stb信号，然后使能spi继续通讯即可。


对需要一个前导位 8数据位的spi通讯，只需禁用spi，输出前导位，然后再使能spi发送8位数据即可。


22楼更新代码：

北斗

lz高手，研究的狗透彻

这才是真正研究到位的！赞！！

慕名而来

楼主你好，关于本帖中的最后一个时序图片的实现，我曾经也想利用i/o模拟发送d/cx加硬件spi的方式实现，但是用stc单片机弄了很久未能实现，因为想不到可以用阻容延时来改变起始电平状态所以一直未能实现，很希望楼主能贴一段stc单片机适用的关于这种type c时序的硬件spi代码来学习一下，先谢了。

tm1640是好东西，我开始买了5片作验证，成功后又买了20片作备用。

看我的程序     

慕名而来 发表于 2023-5-7 21:04
楼主你好，关于本帖中的最后一个时序图片的实现，我曾经也想利用i/o模拟发送d/cx加硬件spi的方式实现，但是 ...

如果要控制的设备也是spi接口只是多一位数据的话，是不需要加rc延时的，只需程序上加一位数据即可。我手上没有需要9位格式的通讯的芯片，有空我写一段你试下能不能用。

其实还是io模拟更好，类似i2c, 这种读写数据量很小，也只有键盘扫描或者显示更新才会运行，基本不消耗什么资源, 大可不必简单问题复杂化

spi资源更珍贵，稍微做个复杂点的，spi口都不够用，64/100脚的stm32通常3个spi, 有些spi还会别的复用冲突

反复看了这个帖子，一直不明白用硬件spi驱动tm1640的意义是什么，tm1640的数据量不大，对速度要求不高，任意单片机用io模拟就完全可以了，本身就不是标准的iic，也不是标准的spi。

inthsunshine 发表于 2023-5-7 23:27
其实还是io模拟更好，类似i2c, 这种读写数据量很小，也只有键盘扫描或者显示更新才会运行，基本不消耗什么 ...

本文只是一种方法来讲，当spi接口紧缺而且有更重要的用途，当然要取舍，如果空闲，为什么不用呢？

595953427@qq 发表于 2023-5-8 00:15
反复看了这个帖子，一直不明白用硬件spi驱动tm1640的意义是什么，tm1640的数据量不大，对速度要求不高，任 ...

我个人的习惯是，能用硬件接口通讯就不用软件模拟，就这个tm1640来说，刚开始不加rc电路之前无法点亮，已用软件模拟方式点亮了，但这不是我想要的，于是，想出了这种方法。

mmxx2015 发表于 2023-5-8 01:54
我个人的习惯是，能用硬件接口通讯就不用软件模拟，就这个tm1640来说，刚开始不加rc电路之前无法点亮，已 ...

我的看法完全相反，能用io模拟解决的就不用硬件解决，除非数据量大，速度要快，要用dma，否则就用io模拟

本文只是一种方法来讲，当spi接口紧缺而且有更重要的用途，当然要取舍，如果空闲，为什么不用呢？ ...

不过从你的操作过程看，远比io模拟更复杂， 一会开中断一会关中断；io模式一会复用，一会通用，硬件上还要加rc, rc取值还有讲究

inthsunshine 发表于 2023-5-8 09:38
不过从你的操作过程看，远比io模拟更复杂， 一会开中断一会关中断；io模式一会复用，一会通用，硬件上还 ...

不用关中断啊，只需在中断中禁用spi，发完stop、start再使能spi。
rc的值是可以大概计算的。

慕名而来

如果要控制的设备也是spi接口只是多一位数据的话，是不需要加rc延时的，只需程序上加一位数据即可。我手 ...

多谢，期待看到你的代码，其实我的这个三线spi屏也已经驱动成功很久了，现在使用中的是通过可寻址位变量逐位输出模拟spi的模式，用stc硬件驱动也测试成功了只是需要发送两次8位数据，一直想通过i/o模拟一位数据 8位spi硬件的模式驱动却无法实现，看到你的实验又勾起了我的兴趣想再玩一玩。我现在用的代码如下，这个代码看似复杂其实效率是很高的，stc8h8k64tl单片机时钟频率超过22m就无法通讯了，这种c接口的屏幕貌似通讯速度快不起来的。

1. voidwrite_data(u8 dat)
   
2. {
   
3. bitdata=dat;
   
4. sda=1;
   
5. scl=0;scl=1;//d/c=1写数据
   
6. sda=bit7;
   
7. scl=0;scl=1;
   
8. sda=bit6;
   
9. scl=0;scl=1;
   
10. sda=bit5;
    
11. scl=0;scl=1;
    
12. sda=bit4;
    
13. scl=0;scl=1;
    
14. sda=bit3;
    
15. scl=0;scl=1;
    
16. sda=bit2;
    
17. scl=0;scl=1;
    
18. sda=bit1;
    
19. scl=0;scl=1;
    
20. sda=bit0;
    
21. scl=0;scl=1;
    
22. }

复制代码

stc8h4k64tl-45mhz-lqfp48,最高频率可以达到45m,放心使用。

慕名而来 发表于 2023-5-8 11:11
多谢，期待看到你的代码，其实我的这个三线spi屏也已经驱动成功很久了，现在使用中的是通过可寻址位变量 ...

速度太快通迅异常，有没有可能是芯片io口的速度跟不上cpu的速度？

一般spi接口的液晶屏的接口速度是非常快的

慕名而来

速度太快通迅异常，有没有可能是芯片io口的速度跟不上cpu的速度？

一般spi接口的液晶屏的接口速度是非常 ...

这我就不太清楚了，我也只是能做到模拟时序实现基本驱动，如楼主那样清晰的分析原理我还做不来。

这我就不太清楚了，我也只是能做到模拟时序实现基本驱动，如楼主那样清晰的分析原理我还做不来。 ...

一般的芯片都是cpu的速度比外设的速度快，比如stm32f103，cpu速度是72m，gpio的速度最高只有50m，如果cpu不停的让io输出高低电平，可能io会反应不过来，导致实际输出的波形出错，然后导致通讯出错。

zhkrid

大多情况下是cpu性能过剩，一般项目不会这么折腾，但有研究的意义

慕名而来

一般的芯片都是cpu的速度比外设的速度快，比如stm32f103，cpu速度是72m，gpio的速度最高只有50m，如果cpu ...

明白了，找时间我用stm32再测试一下这段代码，谢谢。