特性描述

FZH114 （深圳市方中禾科技）是一款LED（發(fā)光二極管、數(shù)碼管、點(diǎn)陣屏）驅(qū)動(dòng)控制專用芯片，內(nèi)部集成了數(shù)字通訊電路、 解碼電路、數(shù)據(jù)鎖存器、震蕩器、LED驅(qū)動(dòng)電路。通訊方式采用異步串口通信（UART）協(xié)議，因芯片只 接收單片機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)，僅需要單片機(jī)的一個(gè)TX端口發(fā)送數(shù)據(jù)給芯片即可，實(shí)現(xiàn)單線通訊；在顯示驅(qū)動(dòng) 方面，芯片采用動(dòng)態(tài)掃描方式，兩種顯示模式可選，8級(jí)段驅(qū)動(dòng)電流可調(diào)，16級(jí)位占空比可調(diào)；FZH114 內(nèi)置消隱處理優(yōu)化電路。

本產(chǎn)品應(yīng)用在各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品上，用途非常廣泛，如：LED數(shù)碼顯示，LED點(diǎn)陣顯示驅(qū)動(dòng)，機(jī) 頂盒顯示等。本產(chǎn)品性能優(yōu)良，質(zhì)量可靠。

功能特點(diǎn)

?采用功率CMOS工藝

?典型工作電壓：5V

?支持共陰數(shù)碼管顯示

?兩種顯示模式（7段×6位,8段×5位）

?輝度調(diào)節(jié)電路（位占空比16級(jí)可調(diào)、段驅(qū)動(dòng)電流8級(jí)可調(diào)）

?串行接口（SDA），兼容串口通信（UART）協(xié)議，支持波特率19200bps

?內(nèi)置 OSC頻率 2.5M

?內(nèi)置上電復(fù)位電路

?內(nèi)置針對(duì)暗亮問題的優(yōu)化電路

?封裝形式：SOP16

內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

管腳排列

管腳功能

注意：SG8/GR6復(fù)用輸出腳不能同時(shí)接在數(shù)碼管的段驅(qū)動(dòng)腳和位驅(qū)動(dòng)腳上，如果這樣接將會(huì)引起數(shù)碼誤亮，導(dǎo)致 顯示不正常。

輸入輸出等效電路

極限參數(shù)

（1）芯片長時(shí)間工作在上述極限參數(shù)條件下，可能造成器件可靠性降低或永久性損壞，不建議實(shí)際使用時(shí)任何一項(xiàng)參 數(shù)達(dá)到或超過這些極限值。

（2）所有電壓值均相對(duì)于系統(tǒng)地測試。

推薦工作條件

電氣特性

開關(guān)特性

功能說明

1、通信協(xié)議

本芯片采用異步串口通信（UART）協(xié)議，工作原理是將傳輸數(shù)據(jù)的每個(gè)字符以串行方式一位接一位 的傳輸。下圖給出了其工作模式：

FZH114每一位的時(shí)間為：52us。

其中每一位（bit）的意義如下：

▲起始位：為由高變低，低電平時(shí)間為一位的時(shí)間，表示傳輸字符的開始。

▲數(shù)據(jù)位：緊跟起始位之后，D0-D7，低位先發(fā)。

▲校驗(yàn)位：為一位的時(shí)間，如果 8位數(shù)據(jù)位中 1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，該位設(shè)為 0（置低電平），否則為 1（置 高電平）。

▲停止位：置高。時(shí)間為一位的時(shí)間，它是發(fā)送完一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志。

▲空閑位：置高。如果空閑位置高的時(shí)間大于 3ms，F(xiàn)ZH114就認(rèn)為本次數(shù)據(jù)幀結(jié)束，本次數(shù)據(jù)從暫存器 打入相應(yīng)寄存器開始控制芯片輸出。如果一幀數(shù)據(jù)傳輸沒有結(jié)束，那么建議設(shè)置空閑位時(shí)間范圍在 0-0.5ms以內(nèi)。

FZH114的一幀數(shù)據(jù)包括以下兩種形式：

⑴ 顯示地址命令+顯示數(shù)據(jù)；

⑵ 顯示控制命令+顯示控制調(diào)節(jié)命令。

波特率：是衡量數(shù)據(jù)傳輸速率的指針。表示為每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)（bit數(shù)）。例如資料傳送速率 為 120字符/秒，而每一個(gè)字符為 11位，則其傳送的波特率為 11×120＝1320 bit/秒＝1320波特。FZH114 支持波特率范圍為：17500bps～21200bps，這里我們建議用 19200bps即每位的 時(shí)間為：1s（秒）/19200≈52us（微秒）。所以 FZH114支持的每位的時(shí)間范圍為：47us～57us。 在用 IO模擬 UART通訊時(shí)候，SDA數(shù)據(jù)的位寬應(yīng)該滿足提供的位寬范圍。

下面我們以波特率為 19200bps為例，給 SDA腳發(fā)送顯示控制命令“0X18”，時(shí)序波形圖如下：

如上圖 ，發(fā)送“0X18”總共 11位，從左至右依次為 1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位校驗(yàn)位、1位停止 位，每位的時(shí)間約為 52us，11位總時(shí)間約為 572us。由上圖讀出二進(jìn)制為“00011000”即轉(zhuǎn)換為十六 進(jìn)制為“0X18”。

注意：FZH114除了接收5V供電的MCU發(fā)出的控制信號(hào)也可以接收3.3V供電的MCU發(fā)出的控制信號(hào)，但不建 議使用供電不同的系統(tǒng)。

2、顯示命令說明

3、顯示數(shù)據(jù)說明

5、顯示控制調(diào)節(jié)命令說明

注意：由于段驅(qū)動(dòng)電流為 1/8時(shí)，芯片提供的電流不足以點(diǎn)亮普通數(shù)碼管，所以建議至少將段驅(qū)動(dòng)電流設(shè)置在 2/8。

應(yīng)用信息

1、FZH114命令數(shù)據(jù)定義

第一個(gè) Byte數(shù)據(jù)為控制命令設(shè)定，低位先發(fā)。其中低四位 B3～B0為 1000為固定數(shù)據(jù)。B4為寄 存器類型選擇，“1”時(shí)選擇顯示控制命令，“0”時(shí)選擇顯示地址命令。B7～B5為設(shè)定顯示地址。

從第二 Byte數(shù)據(jù)開始為數(shù)據(jù)，按照第一個(gè) Byte中的地址送到相應(yīng)的暫存器存器中，如果是顯示控 制命令，第二 Byte必須是顯示控制調(diào)節(jié)命令。如果是顯示地址命令，可以是多 Byte數(shù)據(jù)，后續(xù) Byte數(shù)據(jù)按地址累加 1放入相應(yīng)暫存器中。如果地址超過相應(yīng)有效地址，顯示地址 101以上，超過部分?jǐn)?shù)據(jù) 無效，如果開始第一 Byte含的地址就超過相應(yīng)有效地址或是無效地址，本次數(shù)據(jù)無效。應(yīng)用時(shí)建議先 發(fā)顯示數(shù)據(jù)，然后再發(fā)控制數(shù)據(jù)（開顯示），如果先發(fā)控制數(shù)據(jù)（開顯示），顯示寄存器沒有清零，此 時(shí)就會(huì)輸出顯示寄存器里面的隨機(jī)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)碼管顯示亂碼直到顯示寄存器接收到正確的顯示數(shù)據(jù)。

2、驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管：

上圖給出共陰數(shù)碼管的連接示意圖，如果讓該數(shù)碼管顯示“0”，則需要在GR1為低電平時(shí)置SG1， SG2，SG3，SG4，SG5，SG6為高電平，置SG7，SG8為低電平，查看下圖顯示地址表格，只需在00H顯示地 址單元寫數(shù)據(jù)3FH就可以讓數(shù)碼管顯示“0”。詳細(xì)數(shù)據(jù)包為：先發(fā)地址命令

“0X08”，緊跟著發(fā)顯示數(shù)據(jù) “0X3F”即把“0X3F”存放到地址00H中并通過SG腳輸出，其它地址不讓可以全發(fā)“0X00”使數(shù)碼管不 顯示，然后SDA腳置高至少3ms后發(fā)顯示控制命令和顯示控制調(diào)節(jié)命令，發(fā)完后SDA腳置高至少3ms，此時(shí) 數(shù)碼管就顯示“0”。

3、數(shù)據(jù)包傳輸方式

3.1、地址自動(dòng)加1模式

使用地址自動(dòng)加1模式，設(shè)置地址實(shí)際上是設(shè)置傳送的數(shù)據(jù)流存放的起始地址。起始地址命令字發(fā) 送完畢，緊跟著發(fā)送數(shù)據(jù)，最多6BYTE，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后置高數(shù)據(jù)線。

Command1:選擇顯示地址命令（0x08）

Data1~Data n:發(fā)送顯示數(shù)據(jù)（最多6bytes）

Time：數(shù)據(jù)線置高時(shí)間（最小時(shí)間為3ms）

CommandX：選擇顯示控制命令（0x18）

CommandY:發(fā)送顯示控制調(diào)節(jié)命令（包括位占空比、段驅(qū)動(dòng)電流以及顯示模式設(shè)置）

3.2、固定地址模式

使用固定地址模式，設(shè)置地址實(shí)際上是設(shè)置需要發(fā)送的1BYTE顯示數(shù)據(jù)存放的地址。地址發(fā)送完畢， 緊跟著發(fā)送1BYTE顯示數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，緊跟著置高數(shù)據(jù)數(shù)至少3ms，然后再發(fā)送地址，緊跟著再 發(fā)送1BYTE顯示數(shù)據(jù)，緊跟著再置高數(shù)據(jù)線至少3ms，以此類推，直到發(fā)送完地址和數(shù)據(jù)。

Command1~Command n:發(fā)送顯示地址命令，地址1~n(最多可設(shè)置6個(gè)地址)

Data1~Data n:發(fā)送顯示數(shù)據(jù)（最多6 bytes）

Time：數(shù)據(jù)線置高時(shí)間（最小時(shí)間為3ms）

CommandX：發(fā)送顯示控制命令（0x18）

CommandY:發(fā)送顯示控制調(diào)節(jié)命令（包括位占空比、段驅(qū)動(dòng)電流以及顯示模式設(shè)置）

芯片不需要命令來設(shè)置芯片是工作在地址自動(dòng)加1模式還是固定地址模式，嚴(yán)格來說它只有一種地 址自動(dòng)加1模式，此處劃分是為了更好地說明芯片也可以單獨(dú)給某個(gè)顯示寄存器地址寫顯示數(shù)據(jù)，如果 單獨(dú)給某個(gè)顯示地址寫顯示數(shù)據(jù)，寫完顯示地址后，緊跟著只能寫一個(gè)顯示數(shù)據(jù)，就把信號(hào)線置高至少3ms，如果緊跟著寫幾個(gè)顯示數(shù)據(jù)，那么芯片在接收到第一個(gè)數(shù)據(jù)后，顯示地址就會(huì)在規(guī)定的地址上自動(dòng)加1，再接收第二個(gè)顯示數(shù)據(jù)，直到接收到最后一個(gè)顯示地址的顯示數(shù)據(jù)。

4、7段×6位應(yīng)用電路接法：

5、8段×5位應(yīng)用電路接法：

注意：應(yīng)用時(shí)請?jiān)谛酒?VDD與 GND加一個(gè) 104去耦電容。去耦電容與芯片 VDD和 GND之間的連線越 短，去耦效果就越好，芯片工作就越穩(wěn)定。

芯片針對(duì)共陰極數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，不適合應(yīng)用于共陽極數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)。

封裝示意圖(SOP16)

深圳市方中禾科技有限公司,集成電路生產(chǎn)國內(nèi)知名品牌"FZH",以集成電路（IC）研發(fā)、集成電路封裝、半導(dǎo)體測試、產(chǎn)業(yè)一體化的特色綜合性企業(yè)，專注芯片設(shè)計(jì)開發(fā),生產(chǎn)銷售十余年，是一家兼具集成電路創(chuàng)新動(dòng)力、研發(fā)能力、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富的知名品牌公司。
公司產(chǎn)品涵蓋LED驅(qū)動(dòng)芯片、液晶屏驅(qū)動(dòng)、耳機(jī)降噪芯片、模擬與數(shù)字轉(zhuǎn)換器IC、電容屏驅(qū)動(dòng)、觸摸IC等。具體產(chǎn)品型號(hào)包括：觸摸芯片F(xiàn)ZH31，LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片F(xiàn)ZH114、FZH100、FZH110、FZH119A，LCD液晶屏驅(qū)動(dòng)芯片F(xiàn)ZH1621、FZH1625，LED全彩驅(qū)動(dòng)芯片F(xiàn)ZH04、FZH09、FZH12，以及ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片F(xiàn)ZH23、FZH709等。