CH455
中文手册
１
数码管驱动及键盘控制芯片
CH455
中文手册
版本：1C
http://wch.cn
1、概述
CH455
是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片。CH455 内½时钟振荡电路，可以动态驱动
4
½数
码管或者
32
只
LED；同时还可以进行 28
键的键盘扫描；CH455 通过
SCL
和
SDA
组成的
2
线串行接口
与单片机等交换数据。
SCL
SDA
SEG6½0
CH455
芯片
单片机
MCU
等
(虚线可选)
INT#
DIG3½DIG0
7×4
矩阵
28
键键盘
SEG7½SEG0
4
½
数码管
或
32
个
发光管
2、特点
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
内½显示电流驱动级，段电流不小于
25mA，字电流不小于 160mA。
动态显示扫描控制，支持
8×4
或者
7×4，直接驱动 4
½数码管或者
32
只发光管
LED。
内部限流，通过占空比设定提供
8
级亮度控制。
内½
28
键键盘控制器，基于
7×4
矩阵键盘扫描。
内½按键状态输入的下拉电阻，内½去抖动电路。
提供½电平有效的键盘中断，提供按键释放标志½，可供查询按键按下与释放。
2
高速
2
线串行接口，时钟速度从
0
到
4MHz，兼容两线 I C
总线，节约引脚。
内½上电复½，支持
2.7V½5V
电源电压。
支持½功耗睡眠，节约电½，可以被按键唤醒或者被½令操½唤醒。
内½时钟振荡电路，不需要外部提供时钟或者外接振荡元器件，更抗干扰。
提供
DIP18、SOP18
和
SOP16
三种无铅封装，兼容
RoHS，功½和引脚部分兼容 CH450
芯片。
3、封装
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封装½式
DIP18
SOP18
SOP16
½度
7.62mm
7.62mm
3.9mm
300mil
300mil
150mil
２
引脚间距
2.54mm
100mil
1.27mm
50mil
1.27mm
50mil
封装说明
标准
18
脚双列直插
标准的½
18
脚贴片
标准的
16
脚贴片
订货型号
CH455K
CH455H
CH455G
4、引脚
引脚号
DIP18/SOP18
11
4
9、10
12、13
14、15
16
17
1、5
6、7
3
2
18
8
SOP16
14
8
12、13
15、16
1、2
3
4
5、9
10、11
7
6
无
无
引脚名称
VCC
GND
SEG0
½SEG6
SEG7
DIG0
½DIG3
SDA
SCL
INT#
ISET
类型
电源
电源
三态输出
及输入
输出
输出
内½上拉
开漏输出
及输入
输入
内½上拉
开漏输出
输入
引脚说明
正电源，持续电流不小于
150mA
公共接地，持续电流不小于
150mA
数码管的段驱动，高电平有效，
键盘扫描输入，高电平有效，内½下拉
数码管的小数点段驱动输出，高电平有效，
7
段模式下的键盘中断输出，½电平有效
数码管的字驱动，½电平有效，
键盘扫描输出，高电平有效
2
线串行接口的数据输入和输出，
内½上拉电阻
2
线串行接口的数据时钟，内½上拉电阻
键盘中断输出，½电平有效
段电流上限调整，悬空为默认设½
5、功½说明
5.1.
一般说明
本手册中的数据，以
B
结尾的为二进制数，以
H
结尾的为十六进制数，否则为十进制数，标注
为
x
的½表示该½可以是任意值。
单片机（也可以是
DSP、微处理器等控制器）通过 2
线串行接口控制
CH455
芯片，CH455 的数码
管显示驱动与键盘扫描控制之间相互独立，单片机可以通过操½½令分别启用、关闭、设定这两个功
½。CH455
的
2
线串行接口是由硬件实现的，单片机可以频繁地通过串行接口进行高速操½，而绝对
不会降½
CH455
的工½效率。
5.2.
显示驱动
CH455
对数码管和发光管采用动态扫描驱动，
顺序为
DIG0
至
DIG3，
½其中一个引脚吸入电流时，
其它引脚则不吸入电流。
CH455
内部具有电流驱动级，
可以直接驱动
0.5
英寸至
1
英寸的共阴数码管，
段驱动引脚
SEG6½SEG0
分别对应数码管的段
G½段 A，段驱动引脚 SEG7
对应数码管的小数点，字驱
动引脚
DIG3½DIG0
分别连接
4
个数码管的阴极；CH455
也可以连接
8×4
矩阵的发光二级管
LED
阵列
或者
32
个独立发光管，或者通过外接反相驱动器支持共阳数码管，或者外接大功率管支持大尺寸的
数码管。在
7
段模式下，SEG7
引脚被用于键盘中断输出，而无法再驱动数码管的小数点。
CH455
将分配给每个数码管的显示驱动时间进一步细分为
8
等½，
通过设定显示占空比支持
8
级
亮度控制。占空比的值从
1/8
至
8/8，占空比越大，数码管的平均驱动电流越大，显示亮度也就越高，
½占空比与显示亮度之间是非线性关系。
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３
CH455
内部具有
4
个
8
½的数据寄存器，用于保存
4
个字数据，分别对应于
CH455
所驱动的
4
个
数码管或者
4
组每组
8
个的发光二极管。数据寄存器中字数据的½
7½½ 0
分别对应各个数码管的小
数点和段
G½段 A，对于发光二极管阵列，则每个字数据的数据½唯一地对应一个发光二级管。½数
据½为
1
时，对应的数码管的段或者发光管就会点亮；½数据½为
0
时，则对应的数码管的段或者发
光管就会熄灭。例如，第三个数据寄存器的½
0
为
1，所以对应的第三个数码管的段 A
点亮。
下图是数码管的段名称
5.3.
键盘扫描
CH455
的键盘扫描功½支持
7×4
矩阵的
28
键键盘。在键盘扫描期间，DIG3½DIG0
引脚用于列
扫描输出，SEG6½SEG0
引脚½带有内部下拉电阻，用于行扫描输入。
CH455
定期在显示驱动扫描过程中插入键盘扫描。在键盘扫描期间，DIG3½DIG0
引脚按照
DIG0
至
DIG3
的顺序依次输出高电平，其½引脚输出½电平；SEG6½SEG0
引脚的输出被禁止，½没有键被
按下时，SEG6½SEG0
½被下拉为½电平；½有键被按下时，例如连接
DIG1
与
SEG4
的键被按下，则
½
DIG1
输出高电平时
SEG4
检测到高电平；为了防止因为按键抖动或者外界干扰而产生误码，CH455
实行两次扫描，只有½两次键盘扫描的结果相同时，按键才会被确认有效。如果
CH455
检测到有效的
按键，则记½下该按键代码，并通过
INT#引脚产生½电平有效的键盘中断，此时单片机可以通过串
行接口读取按键代码；在没有检测到新的有效按键之前，CH455 不再产生任½键盘中断。CH455 支持
SEG1
和
SEG0
针对同一
DIG
的组合键，组合键是最优先的，除此之外，如果多个键同时按下，那么按
键代码较小的按键优先。例如连接
DIG1
与
SEG1
及连接
DIG1
与
SEG0
的两个键，可½为组合键。
CH455
所提供的按键代码为
8
½，½
7
始终为
0，½ 2
始终为
1，½ 1½½ 0
是列扫描码，½
5½
½
3
是行扫描码，½
6
是状态码（键按下为
1，键释放为 0）
。例如，连接
DIG1
与
SEG4
的键被按下，
则按键代码是
01100101B
或者
65H，键被释放后，按键代码通常是 00100101B
或者
25H（也可½是其
它值，½是肯定小于
40H）
，其中，对应
DIG1
的列扫描码为
01B，对应 SEG4
的行扫描码为
100B。单
片机可以在任½时候读取按键代码，½一般在
CH455
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½
6
总是
1，另外，如果需要了解按键½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½
6
为
0。
下表是在
DIG3½DIG0
与
SEG6½SEG0
之间
7×4
矩阵的按键编址，也是数码管段½和发光管
LED
阵列的顺序编址。由于按键代码是
8
½，键按下时½
6
总是
1，所以½键按下时，CH455
所提供的实
际按键代码是表中的按键编址加上
40H，也就是说，此时的按键代码应该在 44H
到
7FH
之间。
编址
SEG0
SEG1
SEG2
SEG3
SEG4
SEG5
SEG6
SEG0+SEG1
DIG3
07H
0FH
17H
1FH
27H
2FH
37H
3FH
DIG2
06H
0EH
16H
1EH
26H
2EH
36H
3EH
DIG1
05H
0DH
15H
1DH
25H
2DH
35H
3DH
DIG0
04H
0CH
14H
1CH
24H
2CH
34H
3CH
5.4.
串行接口
CH455
具有硬件实现的
2
线串行接口，包含
2
个主要信号线：串行数据时钟输入线
SCL、串行数
据输入和输出线
SDA；以及 1
个辅助信号线：中断输出线
INT#。其中，SCL
是带上拉的输入信号线，
CH455
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４
默认是高电平；SDA
是带上拉的准双向信号线，默认是高电平；INT#是带上拉的开漏输出，在启用键
盘扫描功½后½为键盘中断输出线，默认是高电平。
SDA
用于串行数据输入和输出，高电平表示½数据
1，½电平表示½数据 0，串行数据输入的顺
序是高½在前，½½在后。
SCL
用于提供串行时钟，CH455 在其上升沿从
SDA
输入数据，在其下降沿从
SDA
输出数据。
在
SCL
为高电平期间发生的
SDA
下降沿定义为串行接口的启动信号，在
SCL
为高电平期间发生
的
SDA
上升沿定义为串行接口的停止信号。CH455
只在检测到启动信号后才接收并分析½令。所以在
单片机
I/O
引脚资源紧张时，可以在保持
SDA
引脚状态不变的情况下，将
SCL
引脚与其它接口电路共
用；如果½够确保
SDA
引脚的变化仅在
SCL
引脚为½电平期间发生，那么
SCL
引脚和
SDA
引脚½可以
与其它接口电路共用。
INT#用于键盘中断输出，默认是高电平。½ CH455
检测到有效按键时，INT#输出½电平有效的
键盘中断；单片机被中断后，对
CH455
执行读操½，CH455
将
INT#恢复为高电平，并从 SDA
输出按键
代码，单片机从
SDA
获得一个字节的数据，即按键代码。
单片机与
CH455
的通讯过程总是分为
6
个步骤，按单片机的操½方向分成两种类型，一种是写
操½，用于输出数据，一种是读操½，用于输入数据。具½过程可以参考例子程序中的说明。
写操½包括以下
6
个步骤：输出启动信号、输出字节
1、应答 1、输出字节 2、应答 2、输出停
止信号。其中，启动信号和停止信号如上所述，应答
1
和应答
2
总是固定为
1，输出字节 1
和输出字
节
2
各自包含
8
个数据½，即一个字节数据。
读操½包括以下
6
个步骤：输出启动信号、输出字节
1、应答 1、输入字节 2、应答 2、输出停
止信号。其中，启动信号和停止信号如上所述，应答
1
和应答
2
总是固定为
1，输出字节 1
和输入字
节
2
各自包含
8
个数据½，即一个字节数据。
下图是一个写操½的实例，字节
1
为
01001000B，即 48H；字节 2
为
00000001B，即 01H。
6、操½½令
CH455
的操½½令分为
3
组。各½令的启动信号、停止信号、应答
1
和应答
2
½相同，区别在于
输出字节
1
和字节
2
的数据不同以及字节
2
的传输方向不同。
6.1.
设½系统参数½令
该½令的输出字节
1
为
01001000B，即 48H；输出字节 2
为
0[INTENS][7SEG][SLEEP]0[ENA]B。
设½系统参数½令用于设定
CH455
的系统级参数：显示及键盘扫描½½
ENA、睡眠½½ SLEEP、7
段模式
7SEG、显示亮度控制 INTENS。该½令不½响内部数据缓冲区中的数据。
½
ENA
½为
1
时允许显示输出和键盘扫描，½
ENA
½为
0
时关闭显示驱动和键盘扫描。
½
SLEEP
½为
1
时½
CH455
进入½功耗睡眠状态，从而可以节约电½。处于½功耗睡眠状态中的
CH455
可以被下述两种事件中的任½一种唤醒，第一种事件是检测到
SEG3½SEG0
上的按键，有效按
键代码是
44H
到
5FH；第二种事件是接收到单片机发出的下一个操½½令。½ CH455
被唤醒后，SLEEP
½会自动清
0。睡眠和唤醒操½本身不会½响 CH455
的其它工½状态。如果
ENA
½为
1
则唤醒后产生
按键中断，如果
ENA
½为
0
则唤醒后不产生按键中断。
½
7SEG
½为
1
时对应
7
段模式，显示扫描为
7×4，不支持数码管的小数点，SEG7
引脚用于按键
中断输出，与
INT#引脚等效；½ 7SEG
½为
0
时对应
8
段模式，显示扫描为
8×4，支持数码管的小数
点。该½通常只用于没有
INT#引脚的 CH455G
芯片启用键盘扫描功½。
显示亮度
INTENS
通过
3
½数据控制，
数据
001B½111B
和
000B
分别设定显示驱动占空比为
1/8½
7/8
和
8/8，默认值是 8/8。
例如，字节
2
数据
00000001B
表示
8
段模式，显示占空比为
8/8；字节 2
数据
01000001B
表示
8
段模式，显示占空比为
4/8；字节 2
数据
00001001B
表示
7
段模式，显示占空比为
8/8；字节 2
数据
00000101B
表示进入½功耗睡眠状态，被按键唤醒或者被½令操½唤醒后
SLEEP
½自动清
0。
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6.2.
加½½字数据½令
该½令的输出字节
1
为地址
68H、6AH、6CH
或者
6EH，分别对应于 DIG0½DIG3
引脚驱动的
4
个
数码管；输出字节
2
为[DIG_DATA]B，即
00H
到
0FFH
之间的值，是
8
½的字数据。
加½½字数据½令用于将字数据
DIG_DATA
写入字节
1
指定地址的数据寄存器中。例如，½令数据
01101100B（即 6CH
对应
DIG2）
、01111001B
表示将字数据
79H
写入第
1
个数据寄存器，½
DIG2
引脚
驱动的数码管将显示
E。
6.3.
读取按键代码½令
该½令的输出字节
1
为
01001111B，即 4FH；输入字节 2
为按键代码。
读取按键代码½令用于获得
CH455
最近检测到的有效按键的按键代码。该½令属于读操½，是
唯一的具有数据返回的½令，单片机必须先释放
SDA
引脚（三态输出禁止或者上拉到高电平）
，然后
CH455
从
SDA
引脚输出按键代码，按键代码的有效数据是½
7½½ 0，其中½ 6
是状态码，½
5½½ 0
是扫描码和按键编址。
7、参数
7.1.
绝对最大值
（临界或者超过绝对最大值将可½导致芯片工½不正常甚至损坏）
名称
TA
TS
VCC
VIO
IMdig
IMseg
IMall
参数说明
ISET
接地并且外接段限流电阻
工½时的环境温度
未外接限流电阻/½用内部限流
储存时的环境温度
电源电压（VCC 接电源，GND 接地）
输入或者输出引脚上的电压
单个
DIG
引脚的连续驱动电流
单个
SEG
引脚的连续驱动电流
所有
SEG
引脚的连续驱动电流的总和
最小值
-40
-40
-55
-0.5
-0.5
0
0
0
最大值
85
70
125
6.5
VCC+0.5
200
40
200
单½
℃
℃
V
V
mA
mA
mA
7.2.
电气参数
（测试条件：TA=25℃，VCC=5V）
名称
VCC
ICC
ICCs
ICCslp
VIL
VIH
VILseg
VIHseg
VOLdigx
VOLdig
VOHdig
VOLsegx
VOLseg
VOHseg
VOL
VOH
参数说明
电源电压
电源电流
静态电流（SCL、SDA、INT#为高电平）
睡眠电流（SCL、SDA、INT#为高电平）
SCL
和
SDA
引脚½电平输入电压
SCL
和
SDA
引脚高电平输入电压
SEG
引脚½电平输入电压
SEG
引脚高电平输入电压
DIG
引脚½电平输出电压（-200mA）
DIG
引脚½电平输出电压（-100mA）
DIG
引脚高电平输出电压（5mA）
SEG
引脚½电平输出电压（-40mA）
SEG
引脚½电平输出电压（-20mA）
SEG
引脚高电平输出电压（20mA）
其½引脚½电平输出电压（-4mA）
其½引脚高电平输出电压（4mA）
最小值
2.7
0.2
典型值
5
80
0.05
0.006
最大值
5.3
150
0.15
0.02
0.8
VCC+0.5
0.5
VCC+0.5
1.2
0.8
1.0
0.5
4.5
0.5
4.5
单½
V
mA
mA
mA
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
-0.5
2.0
-0.5
1.8
4.5
stm32/stm8
京公网安备 11010802033920号
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