前言

前面我们已经实现了暖风机的外设驱动，本文主要内容是实现暖风机的面板显示功能，采用TM1650芯片作为数码管的驱动芯片。

一、智能暖风机的整体功能设定

• 智能暖风机的设定功能如下表，我们将整个暖风机拆分成几个模块，逐个实现功能；本文实现暖风机的面板显示功能，暖风机在工作时要显示当前室温以及亮起相应的状态灯，在进行设备定时和设备设温时面板要显示定时的时间和设定的温度值。

二、面板显示的方案制定

1.面板显示原理

本案例中面板由两个数码管和7个LED状态灯组成，驱动芯片选择TM1650。

• 显示电路如下：

• TM1650驱动模块说明

  TM1650 是一种带键盘扫描接口的 LED（发光二极管显示器）驱动控制专用电路。

   两种显示模式：8段×4位和7段×4位

   段驱动电流大于25mA，位驱动电流大于150mA

   提供8级亮度控制

   IIC通信控制

其中显示设置寄存器的配置说明如下：

打×的位可以为1，也可以为0，建议写0。

• 对显存地址的写时序
  

控制流程是以IIC时序发送要写的寄存器地址，再发送要写的数据，例：

address : 0x48 //控制寄存器地址
data:	  0x0a //8级亮度 开显示 7段显示方式

address : 0x68 //显存地址DIG1
data:	  0x7f //7段全亮

完整的写时序：

2.软件方案设定

• 面板显示嵌入式方案设定
  前面已经实现了暖风机的温度采集功能，现在要将采集的温度显示到面板上，SOC按照IIC时序向TM1650发送显示命令控制数码管亮起相应的数字控制状态指示灯LED亮起，实现面板显示功能。
  通信引脚设定：

  SDA1	| P26	
  SCL1	| P24
  

三、功能实现

1.代码实现

• 在之前开发的基础上增加程序，增加tm1650.c文件和其头文件，目前整个工程的文件结构如下：

├── src	
|    ├── tuya_drive
|    |  	└── b3950
|    |    		└── b3950.c           //温度传感器驱动相关
|    |  	└── tm1650
|    |    		└──  tm1650.c           
|    |  	└── gpio_control
|    |    		└── gpio_control.c    
|    |  	└── timer
|    |    		└── timer.c           //定时器相关
|    ├── tuya_device.c             //应用层入口文件
|    ├── tuya_thread.c             //主要线程处理文件
|    └── tuya_dp_process.c            //dp数据触发的主要应用文件
|
├── include				//头文件目录
|    ├── tuya_drive_h
|    |  	└── b3950_h
|    |    		└── b3950.h        
|    |  	└── tm1650_h
|    |    		└──  tm1650.h           
|    |  	└── gpio_control_h
|    |    		└── gpio_control.h        
|    |  	└── timer_h
|    |    		└── timer.h           
|    ├── tuya_device.h           
|    ├── tuya_thread.h       
|    └── tuya_dp_process.h       
|
└── output              //编译产物

其中tm1650.c文件中的内容主要是驱动tm1650芯片的代码。

tm1650.c代码及说明如下：

#include "tm1650.h"
typedef struct {
    tuya_i2c_t    *i2c;
} tm1650_dev_t;
/*============================ PROTOTYPES ====================================*/
void tm1650_led_init(void);
void tm1650_init(tm1650_dev_t *dev);
void tm1650_close(void);
void TM1650_Write(uint8_t addr, uint8_t data, tm1650_dev_t *dev);
void TM1650_SetDisplay(uint8_t brightness, uint8_t mode, uint8_t state);
void TM1650_SetNumber(uint8_t index, uint8_t mode,uint8_t num);
/*============================ IMPLEMENTATION ================================*/
static tm1650_dev_t tm1650_dev;
static uint8_t s_7number[10] = {0x5F,0x03,0x6E,0x6B,0x33,0x79,0x7D,0x0B,0x7F,0x7B};   // 7段显示方式0~9
static uint8_t s_8number[10] = {0xDF,0x83,0xEE,0xEB,0xB3,0xF9,0xFD,0x8B,0xFF,0xFB};   // 8段显示方式0~9
/*状态指示灯：cool hot1 hot2 cool+shake hot1+shake hot2+shake set_temperature set_time_hour close */
static uint8_t s_7status[10] = {0x23,0x32,0x2a,0x63,0x72,0x6a,0x02,0x04,0x00};   
/**
 * @Function: tm1650_led_init
 * @Description: tm1650_led display init
 * @Input: none
 * @Output: none
 * @Return: none
 * @Others: 
 */
void tm1650_led_init(void)
{
	/*SCL_PIN:PA24 SDA_PIN:PA26*/
    tuya_i2c_sw_cfg_t   sw_cfg;
    TUYA_I2C_SW_CFG_INIT(&sw_cfg, TUYA_PA24, TUYA_PA26, 1);
    tuya_sw_i2c_register(TUYA_I2C0, &sw_cfg);
    tm1650_init(&tm1650_dev);

}
/**
 * @Function: tm1650 init
 * @Description: Equip with IIC equipment and set the gray level of digital tube
 * @Input: none
 * @Output: none
 * @Return: none
 * @Others: 
 */
void tm1650_init(tm1650_dev_t *dev)
{
    uint8_t buffer[2];
	//! looking for IIC handle
    dev->i2c = tuya_driver_find(TUYA_DRV_I2C, TUYA_I2C0);
    //! no device addr
    TUYA_I2C_MASTER_CFG(dev->i2c, 0x00);
    tuya_i2c_init(dev->i2c);

    buffer[0] = 0x48;             //! register addr
    buffer[1] = 0x71;      //! power set

    tuya_i2c_master_send(dev->i2c, 0x00, TUYA_I2C_NO_START | TUYA_I2C_WR, buffer, 2);
}
/**
 * @Function: tm1650_close
 * @Description: Turn off the digital display
 * @Input: none
 * @Output: none
 * @Return: none
 * @Others: 
 */
void tm1650_close(void)
{
    TM1650_Write(0x68, 0x00, &tm1650_dev);
    TM1650_Write(0x6a, 0x00, &tm1650_dev);
    TM1650_Write(0x6e, 0x00, &tm1650_dev);
}

/**
 * @Function: TM1650_Write
 * @Description: Write data to TM1650
 * @Input: addr:register addr   data: 
 * @Output: none
 * @Return: none
 * @Others: 
 */
void TM1650_Write(uint8_t addr, uint8_t data, tm1650_dev_t *dev)
{          
    uint8_t     buffer[2];
    buffer[0] = addr;   //! register addr
    buffer[1] = data;      //! Transmitted data
    tuya_i2c_master_send(dev->i2c, 0x00, TUYA_I2C_NO_START | TUYA_I2C_WR, buffer, 2);
}

/**
 * @Function: TM1650_SetDisplay
 * @Description: Setting display parameters
 * @Input: brightness:1-8   mode: Paragraph 7/Paragraph 8   state :display on/off
 * @Output: none
 * @Return: none
 * @Others: 
 */
void TM1650_SetDisplay(uint8_t brightness, uint8_t mode, uint8_t state)
{       
    if(state)
    {
        if(mode == 7)                                                   // 7段显示方式
        {
            TM1650_Write(0x48, brightness*16 + 1*4 + 1, &tm1650_dev);
        }
        else if(mode == 8)                                              // 8段显示方式
        {
            TM1650_Write(0x48, brightness*16 + 1, &tm1650_dev);                      
        }
    }
    else
    {
        TM1650_Write(0x48, 0x00,&tm1650_dev);                                       // 关闭显示
    }
}


/**
 * @Function: TM1650_SetNumber
 * @Description: display num
 * @Input: index:Which number  mode: Paragraph 7/Paragraph 8   num :Display number
 * @Output: none
 * @Return: none
 * @Others: 
 */
void TM1650_SetNumber(uint8_t index, uint8_t mode, uint8_t num)
{
    uint8_t indexAddr = 0;
    uint8_t numValue = 0;
    
    if(index == 1)
    {
        indexAddr = 0x68;
    }
    else if(index == 2)
    {
        indexAddr = 0x6A;
    }
    else if(index == 3)
    {
        indexAddr = 0x6C;
    }
    else if(index == 4)
    {
        indexAddr = 0x6E;
    }
    
    if(mode == 7)                                                       // 7段显示方式
    {
        numValue = s_7number[num];
    }
    else if(mode == 8)                                                  // 8段显示方式
    {
        numValue = s_8number[num];                      
    }
    
    TM1650_Write(indexAddr, numValue, &tm1650_dev);
}
/**
 * @Function: display_num
 * @Description: display num
 * @Input: num :Display number
 * @Output: none
 * @Return: none
 * @Others: 
 */
void display_num(uint8_t num)
{
    uint8_t num_1 = 0;
    uint8_t num_10 = 0;
    num_1 = num%10;
    num_10 = (num%100)/10;
    TM1650_SetNumber(1, 7, num_10);
    TM1650_SetNumber(2, 7, num_1);
}
/**
 * @Function: display_status
 * @Description: led_display_work_status
 * @Input: status :work_status
 * @Output: none
 * @Return: none
 * @Others: 
 */
void display_status(uint8_t status)
{
    TM1650_Write(0x6E, status, &tm1650_dev);
}

• TM1650的驱动工作已经完成，tm1650_init()函数调用后就已经进行了数码管的亮度设置，后面在定时采集温度的线程中调用display_num(temperature)即可显示温度。
  tuya_thread.c增加的代码及说明如下：上报温度信息的线程中每10秒采集一次温度信息并在显示面板进行显示

void update_temperature_thread(void)
{
    static int last_temper = 0;
    while(1)
    {
        tuya_hal_semaphore_wait(g_temper_binsemap);
        last_temper = cur_temper_get();
        if(last_temper > 50)
        {
            last_temper = 50;
        }
        else if(last_temper < -20)
        {
            last_temper = -20;
        }
        temper_s.value = last_temper;
        dp_memory_s.temperature_value = last_temper;

        PR_DEBUG("CURRENT TIME : %d",timercount);
        PR_DEBUG("last_time : %d",dev_key_s.last_time_count);
        //开关开启才会显示，dev_key_s.display_lock初始值为0，后面逻辑控制会用到
        if((switch_s.power == 1) && (dev_key_s.display_lock == 0)){
            display_num(dp_memory_s.temperature_value);
            //根据暖风机的工作状态，开启状态灯
            display_status(dp_memory_s.status);
            report_one_dp_status(DP_TEMPER);
            //如果开启倒计时关闭，将会上传所剩的倒计时时间
            report_one_dp_status(DP_SHUTDOWN_TIME);
        }

    }

}

• 此时一个暖风机的显示功能就已经实现了，其他功能实现请见后续文章。

技术支持

您可以通过以下方法获得涂鸦的支持:

-涂鸦IoT智能平台
Demo中心

一、TM1650

0、介绍

功能特点：

TM1650用于驱动共阴极显示器
两种显示模式：8段×4位和7段×4位
段驱动电流大于25mA，位驱动电流大于150mA
提供8级亮度控制
键盘扫描：7×4bit内部集成三极管驱动
高速两线式串行接口
内置时钟振荡电路
内置上电复位电路
支持2.8V-5.5V电源电压
提供DIP16及SOP16封装

1、典型应用电路

2、原理图

3、PCB

4、实物图

5、键盘扫描码

哔哩哔哩演示视频：TM1650数码管显示及按键扫描

二、代码记录

1、C文件：

头文件引用、定义数组、定义引脚

#include "allhead.h"

// ------------------------------------------------------------
// IO口模拟I2C通信
// SCL_T接P3^3
// SDA_T接P3^4
// ------------------------------------------------------------
sbit SCL_T = P3^3; //串行时钟
sbit SDA_T = P3^4; //串行数据

/*********************TM1650数码管显示数组************************************/
unsigned char code dig1[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};
//0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、-//不带小数点

unsigned char code dig2[11]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,0xc0};
//0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、-//带小数点

unsigned char key_data = 0;	//键盘扫描码

IIC起始位：

/**********************************************
//TM Start//起始位
**********************************************/
void TM_Start()
{
	SCL_T = 1;
	SDA_T = 1;
	Delay5us_TM();
	SDA_T = 0;
} 

IIC结束位：

/**********************************************
//TM Stop//结束位
**********************************************/
void TM_Stop()
{
	SCL_T = 1;
	SDA_T = 0;
	Delay5us_TM();
	SDA_T = 1;
} 

ACK信号：

/**********************************************
//TM Ack//ACK信号
**********************************************/
void TM_Ack()
{
	unsigned char timeout = 1;
	SCL_T = 1;
	Delay5us_TM();
	SCL_T = 0;
	while((SDA_T) && (timeout <= 100))
	{
		timeout++;
	}
	Delay5us_TM();
	SCL_T = 0;
}

写一个字节：

/**********************************************
// 通过总线写一个字节
**********************************************/
void Write_TM_Byte(unsigned char TM_Byte)
{
	unsigned char i;
	SCL_T = 0;
	Delay1us_TM();
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		if(TM_Byte & 0x80)
			SDA_T = 1;
		else
			SDA_T = 0;
		SCL_T = 0;
		Delay5us_TM();
		SCL_T = 1;
		Delay5us_TM();
		SCL_T = 0;
		TM_Byte <<= 1;
	}
}

读一个字节：

/**********************************************
// 通过总线读一个字节
**********************************************/
unsigned char Read_TM_Byte()
{
	unsigned char i;
	unsigned char j;
	unsigned char TM_Byte;

	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SCL_T = 0;
		Delay5us_TM();

		TM_Byte <<= 1;

		j = SDA_T;

		TM_Byte += j;

		SCL_T = 1;
		Delay5us_TM();
	}

	SCL_T = 0;
	Delay1us_TM();

	return TM_Byte;
}

TM1650写数据：

/*********************TM1650写数据************************************/
void TM_WrDat(unsigned char add,unsigned char dat)
{
	TM_Start();
	Write_TM_Byte(add);//显存地址
	TM_Ack();
	Write_TM_Byte(dat);//显示数据
	TM_Ack();
	TM_Stop();
}

TM1650写命令：

/*********************TM1650写命令************************************/
void TM_WrCmd(unsigned char Bri)
{
	TM_Start();
	Write_TM_Byte(0x48);//显示模式
	TM_Ack();
	Write_TM_Byte(Bri);
	TM_Ack();
	TM_Stop();
}

TM1650初始化：

/*********************TM1650初始化************************************/
void TM_Init()
{
	TM_WrCmd(0x11);//1级亮度//8段显示//开显示
	TM_WrDat(0x68,0xff);//DIG1
	TM_WrDat(0x6a,0xff);//DIG2
	TM_WrDat(0x6c,0xff);//DIG3
	TM_WrDat(0x6e,0xff);//DIG4
}

TM1650显示（可自行修改）：

/*********************TM1650显示**************************************/
void Dis_TM(unsigned char dig1,unsigned char dig2,unsigned char dig3,unsigned char dig4)
{
	TM_WrDat(0x68,dig1);//DIG1
	TM_WrDat(0x6a,dig2);//DIG2
	TM_WrDat(0x6c,dig3);//DIG3
	TM_WrDat(0x6e,dig4);//DIG4
}

TM1650读按键：

/*********************TM1650读按键************************************/
void TM_ReCmd()
{
	TM_Start();
	Write_TM_Byte(0x49);//读取模式
	TM_Ack();
	key_data = Read_TM_Byte();//读取键盘扫描码
	TM_Ack();
	TM_Stop();
}

TM1650读处理（显示键盘扫描码和显示按键位置二选一）
显示键盘扫描码：

/*********************TM1650读处理************************************/
void Read_TM()
{
//数码管显示键盘扫描码
	unsigned char a = 0;
	unsigned char b = 0;
	unsigned char c = 0;

	TM_ReCmd();//TM1650读按键

	a = key_data/100;
	b = key_data/10%10;
	c = key_data%10;
	Dis_TM(dig1[0],dig1[a],dig1[b],dig2[c]);	//数码管显示键盘扫描码
}

显示按键位置：

/*********************TM1650读处理************************************/
void Read_TM()
{
//数码管显示按键位置
	unsigned char a = 0;
	unsigned char b = 0;

	TM_ReCmd();//TM1650读按键

	switch(key_data)
	{
		//第一行
		case 0x44:	a = 1;	b = 1;	break;
		case 0x4c:	a = 1;	b = 2;	break;
		case 0x54:	a = 1;	b = 3;	break;
		case 0x5c:	a = 1;	b = 4;	break;
		case 0x64:	a = 1;	b = 5;	break;
		case 0x6c:	a = 1;	b = 6;	break;
		case 0x74:	a = 1;	b = 7;	break;

		//第二行
		case 0x45:	a = 2;	b = 1;	break;
		case 0x4d:	a = 2;	b = 2;	break;
		case 0x55:	a = 2;	b = 3;	break;
		case 0x5d:	a = 2;	b = 4;	break;
		case 0x65:	a = 2;	b = 5;	break;
		case 0x6d:	a = 2;	b = 6;	break;
		case 0x75:	a = 2;	b = 7;	break;

		//第三行
		case 0x46:	a = 3;	b = 1;	break;
		case 0x4e:	a = 3;	b = 2;	break;
		case 0x56:	a = 3;	b = 3;	break;
		case 0x5e:	a = 3;	b = 4;	break;
		case 0x66:	a = 3;	b = 5;	break;
		case 0x6e:	a = 3;	b = 6;	break;
		case 0x76:	a = 3;	b = 7;	break;

		//第四行
		case 0x47:	a = 4;	b = 1;	break;
		case 0x4f:	a = 4;	b = 2;	break;
		case 0x57:	a = 4;	b = 3;	break;
		case 0x5f:	a = 4;	b = 4;	break;
		case 0x67:	a = 4;	b = 5;	break;
		case 0x6f:	a = 4;	b = 6;	break;
		case 0x77:	a = 4;	b = 7;	break;

		default:	a = 0;	b = 0;	break;
	}

	Dis_TM(0x00,dig1[a],dig1[10],dig2[b]);	//数码管显示按键位置
}

TM1650延时函数：

/*********************TM1650驱动程序用的延时程序************************************/
void Delay1us_TM()		//@24.000MHz
{
	unsigned char i;

	i = 6;
	while (--i);
}


void Delay5us_TM()		//@24.000MHz
{
	unsigned char i;

	i = 38;
	while (--i);
}

2、H文件

#ifndef _TM1650_H_
#define _TM1650_H_
/*************************************************/
//数码管显示数组
extern unsigned char code dig1[11];	//无小数点
extern unsigned char code dig2[11];	//有小数点
extern unsigned char key_data;	//键盘扫描码

//TM1650延时函数
void Delay1us_TM();		//@24.000MHz
void Delay5us_TM();		//@24.000MHz

//TM1650外调函数
void TM_Init();//TM1650初始化
void Dis_TM(unsigned char dig1,unsigned char dig2,unsigned char dig3,unsigned char dig4);//TM1650四位显示
void Read_TM();//TM1650读处理

/*************************************************/
#endif

三、结束语

该代码测试运行环境：
基于51单片机
主控：STC8G1K17
晶振：24Mhz（内部晶振）
主板：控制板-2-20mm-V4.0

哔哩哔哩演示视频：TM1650数码管显示及按键扫描

哔哩哔哩：风筝见证-雪夜
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