VK1S68C http://www.szvinka.com/ LED 控制驱动电路 概述 VK1S68C 是 1/5～1/8 占空比的 LED 显示控制驱动电路。由 10 根段输出、4 根栅输出、3 根段/栅输出， 1 个显示存储器、控制电路、键扫描电路组成了一个高可靠性的单片机外围 LED 驱动电路。串行数据通过4 线串行接口输入到 VK1S68C采用 SSOP24L 的封装形式。 功能特点 z CMOS 工艺 z 低功耗 z 多种显示模式：设置选择段和位的个数（4～7 位，10～13 段） z 键扫描：10×2 的矩阵 z 8 个层次的亮度调节电路 z 4 线串行接口 z 内置 RC 振荡 z 封装形式为 SSOP24L 管脚排列图 管脚说明 序号 管脚名称 I/O 功能描述 1 DI/O I/O 数据输入输出端口（N 沟道开漏），在时钟下降沿输出串行数据，在 时钟上升沿输入串行数据。 2 CLK I 时钟输入端口，在上升沿时读入串行数据，而在下降沿时则输出数据。 3 STB I 串行接口滤波，在 STB 下降沿输入的数据作为命令。（外部下拉电阻） 4，5 K1～K2 I 键输入数据端口，输入到这些端口上的数据被锁存在显示周期的末端 22 GND SG1/KS1～ ─ 接地脚。 7～16 SG10/KS10 SG12/GR7～ O 段输出端口（P 沟道开漏），也可以当作键扫描的输入。 17，18，19 SG14/GR5 VDD O 段/栅输出端口。 6 ─ 电源。 24 GR4～GR1 O 栅输出端口。 23，21，20 1/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

VK1S68C 输入/输出配置 逻辑部分的输入/输出示意图如下所示。 1. 输入端口：CLK，STB\&DIN GND 2. 输入端口：K1～K2 VDD 3. 输出端口：DOUT，GR1～GR4 GND VDD GND 2/14 http://www.szvinka.com/ Rev 1.2 2018-6-19

4. 输出端口：SG1～SG10 VK1S68C VDD 5. SG14/GR5,SG13/GR6 和 SG12/GR7 GND VDD GND 3/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

VK1S68C 功能框图 功能说明 命令 在 STB 端口的状态由高变低后，由 DIN 端口输入命令的第一个字节（b0～b7）。假如数据或命令在传 输时由于某些原因 STB 端口被设为高，则串行通讯被初始化，正在输入的数据/命令被视为无效。 命令 1：显示模式设置命令 VK1S68C 提供了如下所示的两种显示模式设置：一条命令是在 STB 端口的状态由高变低后经由 DIN 端口输入 VK1S68C 的第一个字节（b0～b7）。对于这些命令来说，第 3 位至第 6 位（b2～ b5）被忽略，第 7位和第 8 位（b6～b7）为 0。 显示模式设置命令决定了所用到的段、栅数（4～7 位，10～13 段）。必须执行一条显示命令来使显示 继续。如果选择了相同的模式设置，命令不执行，所以就没有显示。 当电源上电时，选择 10 段×7 位的模式。 MSB 0 LSB 0 ─ ─ ─ ─ b1 b0 b2～b5 不赋值 显示模式设置： b1 为 0,b0 为 0：13 段×4 位 b1 为 0,b0 为 1：12 段×5 位 b1 为 1,b0 为 0：11 段×6 位 b1 为 1,b0 为 1：10 段×7 位 4/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

VK1S68C 命令 2：数据设置命令 数据设置命令是执行 VK1S68C 的数据读写的。该命令的第 5 位和第 6 位（b4，b5）被忽略，第 8 位（b7）设为 0，第 7 位（b6）设为 1。 当电源上电时，第 4 位至第 1 位（b3～b0）应设为 0。 MSB 1 LSB 0 ─ ─ b3 b2 b1 b0 b4, b5 不赋值 模式设置： b3 为 0：通常的工作模式 b3 为 1：测试模式 地址增量模式设置（显示模式）： b2 为 0：数据写入后的增量地址 b2 为 1：地址不变 数据读写模式设置： b1 为 0, b0 为 0：写数据到显示模式 b1 为 1, b0 为 0：读键扫描数据 VK1S68C 的键扫描矩阵和键扫描输入数据储存 RAM VK1S68C 的键扫描矩阵是由如下所示的 10×2 阵列组成的： K1 K2 SG1/ SG2/ SG3/ SG4/ SG5/ SG6/ SG7/ SG8/ SG9/ SG10/ KS1 KS2 KS3 KS4 KS5 KS6 KS7 KS8 KS9 KS10 每一个键扫描输入的数据存储方式如下，通过 READ 命令从最高位被读出。当数据最高位（b0）被读 出时，下一个数据的最低位（b7）被读出。 K1………………K2 K1………………K2 SG1/KS1 SG2/KS2 x 读出 SG3/KS3 SG4/KS4 x 顺序 SG5/KS5 SG6/KS6 x x SG7/KS7 SG8/KS8 x SG9/KS9 SG10/KS10 b5………………b7 b0…………….b1 b3………………b4 注释：b5～b7 无定义。 5/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

VK1S68C 命令 3：地址设置命令 地址设置命令是用于设置显示存储器地址的。如果地址是 00H～0DH，那么该地址有效。如果地址是 0EH 或是更高的地址，则数据无效除非再次设定正确的地址。当电源上电时，地址为 00H。 请参考以下图表。 MSB 1 ─ LSB 1 ─ b3 b2 b1 b0 b4、b5 不赋值 b0 到 b3 地址为 00H～0DH 显示模式和 RAM 地址 显示 RAM 存储器通过串行接口从外部器件输入数据到 VK1S68C。 VK1S68C 的 RAM 地址如下所示（8 位单 SG1元…）…。……SG4 SG5…………SG8 SG9…………SG12 SG13…………SG14 00HL 00HU 01HL 01HU DIG1 02HL 02HU 03HL 03HU DIG2 04HL 04HU 05HL 05HU DIG3 06HL 06HU 07HL 07HU DIG4 08HL 08HU 09HL 09HU DIG5 0AHL 0AHU 0BHL 0BHU DIG6 0CHL 0CHU 0DHL 0DHU DIG7 b0…………….b3 b4………………b7 xxHL xxHU 低4位 高4位 命令 4：显示控制命令 显示控制命令是控制显示开关的，也可以用来设置脉宽。请参考下表。当电源上电时，设定 1/16 的脉 宽信号并且显示关闭（键扫描停止）。 MSB LSB 1 0 ─ ─ b3 b2 b1 b0 b4、b5 不赋值 显示设置： b3 为 0：显示关闭（键扫描继续） b3 为 1：显示开启 调光等级设置： 000：脉宽=1/16 001：脉宽=2/16 010：脉宽=4/16 011：脉宽=10/16 100：脉宽=11/16 101：脉宽=12/16 110：脉宽=13/16 111：脉宽=14/16 6/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

VK1S68C 扫描和显示时序 键扫描和显示时序图如下所示。键扫描的一个周期包含 2 帧。10×2 矩阵的数据存储在 RAM 中。 Tdisplay=500us 键扫描数据 SG Output DIG1 DIG2 DIG3 DIGn DIG1 G1 G2 G3 Gn 1帧=Tdisplay ×（n+1） 7/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

VK1S68C 串行通讯格式 下图所示是 VK1S68C 的串行通讯格式。DOUT 端口是一个 N 沟道开漏输出端口，所以务必保证 要外接一个上拉电阻（1K～10K）到 DOUT 端口。 接收（数据/命令写操作） 如果数据继续 STB DIN b6 b7 b0 b1 b2 CLK 78 1 23 传输（数据读操作） STB DIN b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 CLK 1 2 3 4 5 6 7 8 twait 12 34 56 b0 b1 b2 b3 b4 b5 设置读数据命令 开始读数据 twait（等待时间）≥1µs 值得注意的是当读数据时，指令的第八个时钟的上升沿至随后读数据的第一个时钟的下降沿必须有大 于或等于 1µs 的等待时间（twait）。 8/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

转换特性波形 VK1S68C VK1S68C 转换特性波形如下。 PWSTB fosc t CLK-STB OSC 50% t PLZ t TLZ STB PWCLK PWCLK CLK t setup thold DIN t PZL DOUT t TZL Gn 90% 10% 10% t THZ 90% PWSTB（滤波脉宽）≥1µs Sn thold（数据保持时间）≥100ns tTHZ（下降时间）≤10µs t TZH tPZL（传输延迟时间）≤100ns tPLZ（传输延迟时间）≤300ns PWCLK（时钟脉宽）≥400ns tTLZ<10µs tsetup（数据设置时间）≥100ns tCLK-STB（时钟滤波时间）≥1µs tTZH（上升时间）≤1µs fosc=振荡频率 tTZL<1µs 9/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

VK1S68C 注释：测试条件如下所示。 数据n 命令1 命令4 tTHZ（下拉电阻=10kΩ，加载电容=300pf） tTLZ（上拉电阻=10kΩ，加载电容=300pf） 应用 1. 输入显示数据 STB CLK DIN 命令2 命令3 数据1 命令 1：显示模式设置命令 命令 2：数据设置命令 命令 3：地址设置命令 数据 1～n：移动显示数据（最大 14 个字节） 命令 4：显示控制命令 2. 输入特定地址 STB CLK DIN 命令2 命令3 数据 命令3 数据 命令 2：设置数据 命令 3：设置地址 数据：显示数据 10/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

软件流程图 VK1S68C 开始 Rev 1.2 2018-6-19 延时200 ms 初始化 设置 设置 命令2 主循环 （写数据） 设置 命令3 清显示RAM （见注释） 设置 命令1 设置 命令4 （88H-87H：显示关闭） 设置 命令1 设置 命令4 （88H-8FH：显示开启） 主程序 设置 命令2 （包括读键扫描数据和写数据） 设置 命令3 设置 命令1 设置 命令4 结束 11/14 http://www.szvinka.com/

VK1S68C 注释： 1. 命令 1：显示模式 2. 命令 2：设置数据 3. 命令 3：设置地址 4. 命令 4：显示控制 当 IC 电源第一次上电时，显示 RAM 中的内容并没有被定义，因此务必在初始化设置中清空显示 RAM 中的内容。 极限参数 1. 最大额定值（Ta = 25℃，GND = 0V） 参数 符号 范围 单位 提供电压 VDD -0.5～+7 V 逻辑输入电压 -0.5～VDD+0.5 V VI mA 驱动输出电流 IOLGR +250 mA IOHSG -50 mA 最大驱动输出电流 ITOTAL 400 ℃ 工作温度 -40～+85 储存温度 Topr -55～+150 ℃ Tstg 2. 推荐的工作条件（Ta = -20～+70℃，GND = 0V） 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 逻辑电源电压 VDD 3 5 5.5 V 动态电流（见注释） IDDdyn — — 5 mA VIH — VDD V 高电平输入电压 VIL 0.6VDD — 0.3VDD V 低电平输入电压 0 注：测试条件：设置显示控制命令=80H（显示关闭状态\&无载入情况） 电参数（VDD = 5V，GND = 0V，Ta = 25℃） 参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 -20 -25 -40 mA IOHSG1 Vo=VDD-2V，SG1～SG10, 高电平输出电流 IOHSG2 SG11/GR7～SG13/GR5 -25 Vo=VDD-3V，SG1～SG10, 100 -30 -50 mA SG11/GR7～SG13/GR5 4 — 低电平输出电流 IOLGR Vo=0.3V，GR1～GR4, 140 — mA SG11/GR7～SG13/GR5 0.6VDD 0 — — mA 低电平输出电流 IOLDOUT Vo=0.4V 段输出端高电平输出 ITOLSG 350 — +5 % Vo=VDD-3V，SG1～SG10, 40 电流百分比 SG11/GR7～SG13/GR5 — 5V — 0.3VDD V 高电平输入电压 VIH — 500 650 kHz 低电平输入电压 VIL — — 100 kΩ fosc 振荡频率 K1～K2 的下拉电阻 RKN K1～K2，VDD=5V 12/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

VK1S68C （VDD=3V, GND=0V, Ta=25℃） 参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 VO= VDD -2V，SG1～SG6, 高电平输出电流 IOHSG1 -15 -20 -35 mA SG12～SG14 低电平输出电流 IOLGR VO=0.3V，GR1～GR7, 100 140 — mA 低电平输出电流 IOLDOUT 4 — — mA 段输出端高电平输 VO=0.4V 出电流百分比 ITOLSG VO= VDD -3V，SG1～SG6, — — +5 % 高电平输入电压 低电平输入电压 VIH SG12～SG14 0.8VDD — 3.3 V VIL — 0 — 0.3VDD V 振荡频率 fosc — 420 kHz K1～K2 的下拉电阻 RKN 300 — 580 kΩ K1～K2，VDD =3V 40 100 参考应用线路图 13/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/

VK1S68C 共阴极的 LED 连接 共阴极的LED连接 COM/DIGITAL（GRID） a fb SEG1 a g SEG2 b ec h SEG3 c d SEG4 d SEG5 e SEG6 f SEG7 g SEG8 h 注：连接在 GND 和 VDD 端口之间的电容（0.1µF）必须放置在离 VK1S68C 尽可能近 的地方。 *：此电路仅供参考。 封装尺寸（单位：mm） SSOP24L(0.635-D1.40 POD(8R)) 14/14 Rev 1.2 2018-6-19 http://www.szvinka.com/