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CXLE88143BN:高性能LED驱动控制与键盘扫描芯片数据手册与应用指南
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CXLE88143BN内部集成MCU数字接口、数据锁存器、LED驱动和键盘扫描电路,支持14段×8位的显示模式,最大可驱动8×2矩阵按键。其串行接口(CLK, STB, DIO)简化了与主控MCU的通信,内置RC振荡器和上电复位电路,无需外部时钟源,具备较强的抗干扰能力,封装形式为SOP32,适用于紧凑型设计

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产品简介

CXLE88143BN:高性能LED驱动控制与键盘扫描芯片全面解析

       CXLE88143BN是一款集成了键盘扫描接口的LED驱动控制专用集成电路(IC),采用CMOS工艺制造,具备高可靠性、强抗干扰能力和优异的稳定性。该芯片广泛应用于智能热水器、微波炉、洗衣机、空调、电磁炉、机顶盒、电子秤、智能电表等设备的数码管或LED显示模块中。本文将深入解析CXLE88143BN的特性、功能、应用电路及程序设计流程,为工程师和电子爱好者提供全面的技术参考。yiM嘉泰姆

一、产品概述

        CXLE88143BN内部集成MCU数字接口、数据锁存器、LED驱动和键盘扫描电路,支持14段×8位的显示模式,最大可驱动8×2矩阵按键。其串行接口(CLK, STB, DIO)简化了与主控MCU的通信,内置RC振荡器和上电复位电路,无需外部时钟源,具备较强的抗干扰能力,封装形式为SOP32,适用于紧凑型设计。yiM嘉泰姆


二、主要特性

▲显示能力:14段×8位LED驱动yiM嘉泰姆

▲键盘支持:8×2矩阵按键扫描yiM嘉泰姆

▲亮度调节:8级占空比可调yiM嘉泰姆

▲通信接口串行接口(CLK, STB, DIO)yiM嘉泰姆

▲内置功能:RC振荡、上电复位、数据锁存yiM嘉泰姆

▲封装类型:SOP32yiM嘉泰姆


三、管脚定义与说明

           芯片管脚包括数据输入输出(DIO)、时钟(CLK)、片选(STB)、键扫输入(K0~K1)、段输出(SEG1~SEG14)和位输出(GRID1~GRID8)。DIO为开漏输出,需外接1–10kΩ上拉电阻,建议使用10kΩ。CLK在上升沿读取数据,下降沿输出数据,STB下降沿初始化通信,高电平时忽略CLK信号。yiM嘉泰姆

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▲注意:1、DIO 口输出数据时为 N 管开漏输出,在读键的时候需要外接 1K-10K 的上拉电阻。本公司推荐 10K 的yiM嘉泰姆
上拉电阻。 DIO 在时钟的下降沿控制 N 管的动作,此时读数时不稳定, 在上升沿读出数据才稳定
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四、指令系统

指令用来设置显示模式和LED驱动器的状态。yiM嘉泰姆
在STB下降沿后由DIN输入的第一个字节作为指令。经过译码,取最高B7、B6 两位比特位以区别不同的指令。
      如果在指令或数据传输时STB被置为高电平,串行通讯被初始化,并且正在传送的指令或数据无效(之前传送yiM嘉泰姆
的指令或数据保持有效)。

指令分为三类,通过字节最高两位(B7、B6)区分:yiM嘉泰姆

4.1.数据命令设置(B7=0, B6=1):用于数据读写模式、地址增加模式和普通模式设置。yiM嘉泰姆
该指令用来设置数据写和读,B1 和B0 位不允许设置 01 或 11。yiM嘉泰姆
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4.2.显示控制命令(B7=1, B6=0):控制显示开关和8级亮度调节。yiM嘉泰姆
该指令用来设置显示的开关以及显示亮度调节。共有 8 级辉度可供选择进行调节。yiM嘉泰姆
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4.3地址命令设置(B7=1, B6=1):设置显示寄存器地址,范围00H–0FH。yiM嘉泰姆
      该指令用来设置显示寄存器的地址。最多有效地址为 16 位(00H-0FH),如果地址设为 10H或更高,数据yiM嘉泰姆
被忽略,直到有效地址被设定。上电时,地址默认设为 00H。yiM嘉泰姆
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五、显示寄存器与驱动方式

5.1.显示寄存器地址:

         显示寄存器共16字节(00H–0FH),分别对应SEG和GRID输出。芯片支持共阴和共阳数码管驱动,需注意SEG接LED阳极,GRID接阴极。上电后建议对显存进行清零操作,避免乱码。yiM嘉泰姆

       该寄存器存储通过串行接口接收从外部器件传送到CXLE88143BN的数据,最多有效地址从 00H-0FH共 16 字节单yiM嘉泰姆
元,分别与芯片SEG和GRID管脚对应,具体分配如图(2):yiM嘉泰姆
写LED显示数据的时候,按照从显示地址从低位到高位,从数据字节的低位到高位操作。yiM嘉泰姆
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     ▲注意:芯片显示寄存器在上电瞬间其内部保存的值可能是随机不确定的,此时客户直接发送开屏命令,yiM嘉泰姆
将有可能出现显示乱码。所以我司建议客户对显示寄存器进行一次上电清零操作,即上电后向 16 位显存地址yiM嘉泰姆
(00H-0FH)中全部写入数据 0x00。yiM嘉泰姆
5.2.显示:
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5.2.1)驱动共阴数码管:yiM嘉泰姆
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      图 7 给出共阴极数码管的连接示意图,如果让该数码管显示“0”,只需要向 00H(GRID1)地址中从低位yiM嘉泰姆
开始写入 0x3F数据即可,此时 00H对应每一个SEG1-SEG8 的数据如下表格。
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5.2.2)驱动共阳数码管:yiM嘉泰姆
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     图 8 给出共阳极数码管的连接示意图,如果让该数码管显示“0”,需要向地址单元 00H(GRID1)、02H(GRID2)、yiM嘉泰姆
04H(GRID3)、06H(GRID4)、08H(GRID5)、0AH(GRID6)里面分别写数据 01H,其余的地址 0CH(GRID7)、 0EH(GRID8)yiM嘉泰姆
单元全部写数据 00H。每一个SEG1-SEG8 对应的数据如下表格。yiM嘉泰姆
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▲注意:无论是驱动共阴极数码管还是驱动共阳极数码管,SEG引脚只能接LED的阳极,GRID只能接LED的阴极,不yiM嘉泰姆
可反接。
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六、键盘扫描功能

     支持8×2按键矩阵,键值数据通过4字节(BYTE1–BYTE4)读取,按顺序输出,不可跨字节读取。按键扫描周期约为4.7ms,支持复合按键处理,建议将复合键设于不同KS线上或串联二极管。yiM嘉泰姆

6.1.键扫描和键扫数据寄存器:yiM嘉泰姆

该芯片最大支持的键扫矩阵为 8×2bit,如图(3)所示:yiM嘉泰姆
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键扫数据储存地址如图(4)所示,先发读按键命令后,开始读取按键数据BYTE1—BYTE4 字节,读数据从低yiM嘉泰姆
位开始输出,芯片K和KS引脚对应的按键按下时,相对应的字节内的BIT位为 1。yiM嘉泰姆
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注意:1、CXLE88143BN最多可以读 4个字节,不允许多读。yiM嘉泰姆
2、读数据字节只能按顺序从BYTE1-BYTE4 读取,不可跨字节读。例如:硬件上的K2 与KS8 对应按键按yiM嘉泰姆
下时,此时想要读到此按键数据,必须需要读到第 4 个字节的第 6BIT位,才可读出数据。
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6.2.按键:yiM嘉泰姆

6.2.1)按键扫描:按键扫描由CXLE88143BN自动完成,不受用户控制,用户只需要按照时序读键值。完成一次键yiM嘉泰姆

扫需要 1 个显示周期,一个显示周期大概需要T=4.7ms,在 4.7ms内先后按下了 2 个不同的按键,2 次读到的键值都yiM嘉泰姆
是先按下的那个按键的键值。yiM嘉泰姆
CXLE88143BN上电后芯片内部扫描SEG1/KS1-SEG8/KS8的波形如图(10):yiM嘉泰姆
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▲注意: 一个周期时间与IC工作的振荡频率有关,每颗IC振荡频率不完全一致。以上数据仅供参考,以yiM嘉泰姆
实际测量为准。
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6.2.2)按键复用: 复合按键的问题异常:SEG1/KS1-SEG8/KS8 是显示和按键扫描复用的。以图(12)为例,yiM嘉泰姆

显示需要D1 亮,D2 灭,需要让SEG1 为“ 0”,SEG2 为“ 1”状态,如果S1,S2 同时被按下,相当于SEG1,SEG2 被短路,yiM嘉泰姆
这时D1,D2 都被点亮。
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解决方案:yiM嘉泰姆
1、在硬件上,可以将需要同时按下的键设置在不同的K线上面如图(13)所示,
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2、串联二极管如图(14)所示。yiM嘉泰姆

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▲注意: 建议使用同一个KS不同的K键作为复合按键。yiM嘉泰姆


七、串行通信与时序

      数据在CLK上升沿读写,STB下降沿启动传输。支持地址自动增加和固定地址两种模式,读键时需在第八个CLK上升沿后等待至少2μs再读取数据。yiM嘉泰姆

7.1.串行数据传输格式:yiM嘉泰姆

读取和接收 1 个BIT都在时钟的上升沿操作yiM嘉泰姆
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▲注意:1、读取数据时,从串行时钟CLK 的第 8 个上升沿开始设置指令到CLK下降沿读数据之间需要一个yiM嘉泰姆
等待时间Twait(最小 2μS)。具体参数见时序特性表。
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7.2.应用时串行数据的传输:yiM嘉泰姆

7.2.1)地址增加模式yiM嘉泰姆
使用地址自动加 1 模式,设置地址实际上是设置传送的数据流存放的起始地址。起始地址命令字发送完毕,yiM嘉泰姆
“STB”不需要置高紧跟着传数据,最多 16BYTE,数据传送完毕才将“STB”置高。yiM嘉泰姆
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Command1: 设置数据命令yiM嘉泰姆
Command2: 设置显示地址yiM嘉泰姆
Data1~n: 传输显示数据至Command2 地址和后面的地址内(最多 16bytes)yiM嘉泰姆
Command3: 显示控制命令yiM嘉泰姆
7.2.2)固定地址模式yiM嘉泰姆
使用固定地址模式,设置地址其实际上是设置需要传送的 1BYTE数据存放的地址。地址发送完毕,“STB”yiM嘉泰姆
不需要置高,紧跟着传 1BYTE数据,数据传送完毕才将“STB”置高。然后重新设置第 2 个数据需要存放的地址,yiM嘉泰姆
最多 16BYTE数据传送完毕,“STB”置高。yiM嘉泰姆
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Command1: 设置数据命令yiM嘉泰姆
Command2: 设置显示地址 1yiM嘉泰姆
Data1: 传输显示数据 1 至Command2 地址内yiM嘉泰姆
Command3: 设置显示地址 2yiM嘉泰姆
Data2: 传输显示数据 2 至Command3 地址内yiM嘉泰姆
Command4: 显示控制命令yiM嘉泰姆
7.2.3)读按键时序yiM嘉泰姆
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Command1: 设置读按键命令yiM嘉泰姆
Data1~4:读取按键数据yiM嘉泰姆
7.2.4)采用地址自动加一和固定地址方式的程序设计流程图:
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7.2.4.1)采用自动地址加一的程序设计流程图:yiM嘉泰姆
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7.2.4.2)采用固定地址的程序设计流程图:yiM嘉泰姆
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八、应用电路设计

典型应用包括共阴和共阳数码管驱动电路。设计时应注意:yiM嘉泰姆

▲VDD与GND间滤波电容应靠近芯片放置yiM嘉泰姆

▲DIO、CLK、STB线路上建议添加100pF电容抗干扰yiM嘉泰姆

▲驱动蓝光数码管时建议供电电压为5VyiM嘉泰姆
CXLE88143BN驱动共阴数码屏硬件电路图yiM嘉泰姆
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CXLE88143BN驱动共阳数码屏接线电路图(19)yiM嘉泰姆
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▲注意:     1、VDD、GND之间滤波电容在PCB板布线应尽量靠近CXLE88143BN芯片放置,加强滤波效果。yiM嘉泰姆
2、连接在DIO、SCLK、STB通讯口上三个 101(100pF)电容可以降低对通讯口的干扰。yiM嘉泰姆
3、因蓝光数码管的导通压降压约为 3V,因此CXLE88143BN供电应选用 5V。
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九、电气参数与时序特性

        工作电压5V,极限电压-0.5~7.0V,工作温度-40~85℃。SEG输出电流20–50mA,GRID吸入电流最大140mA。最大时钟频率1MHz,数据传输需满足建立和保持时间要求。yiM嘉泰姆

9.1.极限参数(Ta = 25℃, Vss = 0V)yiM嘉泰姆
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9.2.正常工作范围(Vss = 0V)yiM嘉泰姆
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9.3.电气特性(VDD = 5 V, Vss = 0V)yiM嘉泰姆
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9.4.开关特性(VDD = 5V)yiM嘉泰姆
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9.5.时序特性(VDD = 5V)yiM嘉泰姆
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9.6.时序波形图:yiM嘉泰姆
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十、总结

      CXLE88143BN是一款功能丰富、应用灵活的LED驱动与键盘控制芯片,尤其适合家电、智能仪表等嵌入式显示场景。其高度集成的设计减少了外部元件数量,降低了系统成本,同时提供了可靠的性能和良好的抗干扰能力。开发者可通过本文提供的指令说明、时序流程和应用建议,快速实现产品开发与调试。yiM嘉泰姆


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型号 接口数 驱动点阵数 段/位 共阴驱动 共阳驱动 按键 封装形式 备注
CXLE88134N 3 28 7*4 7段4位 - - SOP16/DIP16 LED面板显示驱动芯片
CXLE88135N 3 21 8*2/7*3 8段2位/7段3位 - 6*1 SOP16 LED面板显示驱动芯片
CXLE88136N 3 35 5*7/8*4 7段5位/8段4位 7段5位 5*1 SOP18/DIP18 LED面板显示驱动芯片
CXLE88137BN 3 48 6*7/9*4 7段6位/9段4位 7段6位 6*1 SOP20 LED面板显示驱动芯片
CXLE88137N 3 48 8*6/10*4 8段6位/10段4位 - - SOP20 LED面板显示驱动芯片
CXLE88138C 4 77 11*7/14*4 11段7位/14段4位 7段11位 10*3 SOP32 LED面板显示驱动芯片
CXLE88138N 4 77 11*7/14*4 11段7位/14段4位 7段11位 10*3 SOP32 LED面板显示驱动芯片
CXLE88139N 3 77 11*7/14*4 11段7位/14段4位 7段11位 - SOP24/QSOP24 LED面板显示驱动芯片
CXLE88141N 3 70 10*7/13*4 10段7位/13段4位 7段10位 10*2 SOP28 LED面板显示驱动芯片
CXLE88142A 3 70 10*7/13*4 10段7位/13段4位 7段10位 10*2 SOP28 LED面板显示驱动芯片
CXLE88142E 3 70 10*7/13*4 10段7位/13段4位 7段10位 10*2 SOP28 LED面板显示驱动芯片
CXLE88143AN 3 128 16*8 16段8位 8段16位 - SOP32 LED面板显示驱动芯片
CXLE88143BN 3 112 14*8 14段8位 8段14位 8*2 SOP32 LED面板显示驱动芯片
CXLE88143CN 3 120 15*8 15段8位 8段15位 8*1 SOP32 LED面板显示驱动芯片
CXLE88143DN 3 96 12*8 12段8位 8段12位 8*4 SOP32 LED面板显示驱动芯片
CXLE88143N 4 128 16*8 16段8位 8段16位 8*4 QFP44 LED面板显示驱动芯片
CXLE88147N 3 80 10*8 10段8位 8段10位 8*3 SOP28 LED面板显示驱动芯片
CXLE88148N 3 64 8*8 8段8位 8段6位 4*2 SOP24/QSOP24 LED面板显示驱动芯片
CXLE88149B 2 128 8*16 8段16位 16段8位 - SOP28、SSOP28 LED面板显示驱动芯片
CXLE88155N 3 70 10*7/13*4 10段7位/13段4位 7段10位 10*2 SOP24/SSOP24/SDIP24 LED面板显示驱动芯片
CXLE88171 4 77 11*7/14*4 11段7位/14段4位 7段11位 10*3 SOP32 LED面板显示驱动芯片
CXLE88172 2 128 8*16 8段16位 16段8位 - SOP24 LED面板显示驱动芯片
CXLE88173 2 144 8*9*2 正反推数码管 正反推数码管 - QSOP24 LED面板显示驱动芯片
CXLE88174 3 70 10*7/13*4 10段7位/13段4位 7段10位 触摸按键8个 SOP32 LED面板显示驱动芯片
CXLE88175 5 120 15*8 15段8位 8段15位 8*1/8 QFN48 LED面板显示驱动芯片
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CXLE88133 2 256 32*8/24*16 32段8位/24段16位 8段32位/16段24位 - LQFP48/LQFP52 LED面板显示驱动芯片
CXLE88132 4 256 32*8/24*16 32段8位/24段16位 8段32位/16段24位 - LQFP48/LQFP52 LED面板显示驱动芯片

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