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CXLE88155N带键盘扫描LED驱动芯片全面解析与应用指南

一、芯片概述

        CXLE88155N是一款集成了LED显示驱动与键盘扫描功能的专用控制芯片，采用CMOS工艺制造，具备高稳定性、强抗干扰能力和丰富的显示控制功能。芯片内部集成MCU数字接口、数据锁存器、LED驱动电路和键盘扫描模块，适用于多种数码管或LED显示设备，广泛用于智能热水器、微波炉、洗衣机、空调、电磁炉、机顶盒、电子秤、智能电表等家电和工业设备中。hqx嘉泰姆

CXLE88155N支持多种显示模式（10段×7位至13段×4位），最大可驱动10×2矩阵键盘，具备8级占空比可调的辉度调节功能，支持三线串行通信接口（CLK、STB、DIO），内置RC振荡器和上电复位电路，提供SOP24、SSOP24和QSOP24三种封装形式，适应不同空间和功耗需求。hqx嘉泰姆

二、主要特性

显示灵活：支持10段×7位、11段×6位、12段×5位、13段×4位等多种显示模式hqx嘉泰姆

键盘扫描：最大支持10×2矩阵按键，自动扫描，无需外部MCU干预hqx嘉泰姆

亮度可调：8级脉冲宽度调节（1/16～14/16），适应不同环境亮度需求hqx嘉泰姆

通信接口：三线串行接口（CLK、STB、DIO），支持数据读写与按键读取hqx嘉泰姆

内置优化：内置反偏漏电优化电路，避免LED暗亮问题hqx嘉泰姆

强抗干扰：适用于电磁炉等强干扰环境hqx嘉泰姆

封装多样：SOP24、SSOP24、QSOP24可选，适合高密度PCB布局hqx嘉泰姆

三、引脚功能详解

符号

管脚名称

管脚号

说明

DIO

数据输出输入

1

在时钟上升沿输入串行数据，从低位开始。在时钟下降沿输出串行数据,从低位开始。输出时为N管开漏输出

CLK

时钟输入

2

在上升沿读取串行数据,下降沿输出数据。

STB

片选输入

3

在下降沿初始化串行接口,随后等待接收指令。STB为低后的第一个字节作为指令,当处理指令时,当前其它处理被终止。当STB为高时,CLK 被忽略。

K1～K2

键扫信号输入

4～5

输入该脚的数据在显示周期结束后被锁存

SGE1/KS1～ SEG10/KS10

输出（段）

7～16

段输出（也用作键扫描输出）,P管开漏输出

GRID1～ GRID4

输出（位）

24～23hqx嘉泰姆 21～20

位输出,N管开漏输出

SEG12/GRID7 ～hqx嘉泰姆 SEG14/GRID5

输出（段/位）

19～17

段/位复用输出,只能选段或位输出

VDD

逻辑电源

6

接电源正

GND

逻辑地

22

接系统地

四、指令系统详解

CXLE88155N通过四条指令实现显示与按键控制：hqx嘉泰姆

4.1. 显示模式设置（B7 B6 = 00）

4.2. 数据命令设置（B7 B6 = 01）

4.3. 显示控制命令（B7 B6 = 10）

控制显示开关与亮度调节。  hqx嘉泰姆
           MSB                                                LSBhqx嘉泰姆

4.4. 地址命令设置（B7 B6 = 11）

设置显示寄存器的起始地址（C0H~CDH），共14字节。hqx嘉泰姆

五、显示与键盘扫描功能

5.1. 显示驱动

5.1.1)共阴极数码管：SEG接阳极，GRID接阴极，通过写入显存数据控制段选。hqx嘉泰姆

hqx嘉泰姆

     图 7 给出共阴数码管的连接示意图,如果让该数码管显示“0”,只需要向C0H（GRID1）地址中从低位开hqx嘉泰姆
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。hqx嘉泰姆

5.1.2)共阳极数码管：需外接PNP管或MOS管进行电平转换，GRID控制位选。hqx嘉泰姆
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       图 8 给出共阳数码管的连接示意图,如果让该数码管显示“0”,要向地址单元C0H(GRID1)、C2H(GRID2)、hqx嘉泰姆
C4H(GRID3)、C6H(GRID4)、C8H(GRID5)、CAH(GRID6)里面分别写数据 01H,其余的地址CCH(GRID7)单元全部写数hqx嘉泰姆
据 00H。每一个SEG1-SEG8 对应的数据如下表格。hqx嘉泰姆

注意：上电后显存内容随机，建议向C0H~CDH全部写入0x00进行清零，避免乱码。hqx嘉泰姆

5.2. 键盘扫描

最大支持10×2矩阵按键，自动扫描，每2个显示周期完成一次扫描。hqx嘉泰姆
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键扫数据储存地址如下所示,先发读按键命令后,开始读取 5 字节的按键数据BYTE1—BYTE5,读数据从低位hqx嘉泰姆
开始输出,其中B7 和B6 位为无效位固定输出为 0。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hqx嘉泰姆
为 1。hqx嘉泰姆

读取按键需发送读命令后依次读取5字节数据（BYTE1~BYTE5），每字节对应2个按键状态。hqx嘉泰姆
▲注意：1、CXLE88155N最多可以读 5个字节,不允许多读。hqx嘉泰姆
2、读数据字节只能按顺序从BYTE1-BYTE5 读取,不可跨字节读。例如：硬件上的K2 与KS10 对应hqx嘉泰姆
按键按下时,此时想要读到此按键数据,必须需要读到第 5 个字节的第 5BIT位,才可读出数据。hqx嘉泰姆

5.2.2)按键扫描：建议将复合按键设计在同一KS线、不同K线上，或串联二极管避免短路。hqx嘉泰姆
键扫描由CXLE88155N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hqx嘉泰姆
扫需要 2 个显示周期,一个显示周期大概需要T=4ms,在 8ms内先后按下了 2 个不同的按键,2 次读到的键值都是先hqx嘉泰姆
按下的那个按键的键值。hqx嘉泰姆
7 位 10 段模式下,IC在键盘扫描时候SEG1/KS1～SEG10/KS10 的波形如图（10）：hqx嘉泰姆
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如图（10）可知,芯片内部按键扫描原理如下：芯片从SEG1/KS1 开始逐渐扫描到SEG10/KS10 结束,并且hqx嘉泰姆
SEG1/KS1-SEG8/KS8 在一个周期内完成,SEG9/KS9-SEG10/KS10 在下一个周期内完成。在发送读按键指令时,如果hqx嘉泰姆
SEG1/KS1-SEG10/KS10 端的按键扫描高电平通过按键引入K1/K2/K3 引脚中,芯片内部会识别该高电平并且在读 5hqx嘉泰姆
个字节的按键数据时,相应的BIT位会被置高。hqx嘉泰姆
▲注意： 显示周期和IC工作的振荡频率有关,振荡频率不完全一致,以上数据仅供参考,以实际测量为准。hqx嘉泰姆
5.2.3)按键复用： 复合按键的问题：SEG1/KS1-SEG10/KS10 是显示和按键扫描复用的。以图（12）为hqx嘉泰姆
例子,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,SEG2hqx嘉泰姆
被短路,这时D1,D2 都被点亮。hqx嘉泰姆

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解决方案：hqx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,hqx嘉泰姆

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2、串联二极管如图（14）所示。hqx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。hqx嘉泰姆

六、通信时序与数据传输

6.1.串行数据传输格式：hqx嘉泰姆
读取和接收 1 个BIT都在时钟的上升沿操作。hqx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等hqx嘉泰姆
待时间Twait(最小 2μS)。具体参数见时序特性表。

6.2. 写数据流程（地址自动加1模式）

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,hqx嘉泰姆
“STB”不需要置高紧跟着传数据,最多 14BYTE,数据传送完毕才将“STB”置高。hqx嘉泰姆
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Command1: 设置显示模式hqx嘉泰姆
Command2: 设置数据命令hqx嘉泰姆
Command3: 设置显示地址hqx嘉泰姆
Data1～ n: 传输显示数据至Command3 地址和后面的地址内（最多 14bytes）hqx嘉泰姆
Command4: 显示控制命令

▲STB下降沿开始hqx嘉泰姆

▲发送显示模式命令hqx嘉泰姆

▲发送数据命令（自动地址）hqx嘉泰姆

▲发送起始地址hqx嘉泰姆

▲连续写入最多14字节数据hqx嘉泰姆

▲STB上升沿结束hqx嘉泰姆

6.3. 读按键流程

       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”hqx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,hqx嘉泰姆
最多 14BYTE数据传送完毕,“STB”置高。hqx嘉泰姆
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Command1: 设置显示模式hqx嘉泰姆
Command2: 设置数据命令hqx嘉泰姆
Command3: 设置显示地址 1hqx嘉泰姆
Data1: 传输显示数据 1 至Command3 地址内hqx嘉泰姆
Command4: 设置显示地址 2hqx嘉泰姆
Data2: 传输显示数据 2 至Command4 地址内hqx嘉泰姆
Command5: 显示控制命令

▲发送读按键命令（42H）hqx嘉泰姆

▲等待Twait（≥2μs）hqx嘉泰姆

▲依次读取5字节按键数据hqx嘉泰姆

6.4.读按键时序hqx嘉泰姆

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Command1: 设置读按键命令hqx嘉泰姆
Data1～5:读取按键数据hqx嘉泰姆

6.5.采用地址自动加一和固定地址方式的程序设计流程图：hqx嘉泰姆

6.5.1)采用自动地址加一的程序设计流程图：hqx嘉泰姆
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6.5.2)采用固定地址的程序设计流程图：hqx嘉泰姆
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七、硬件设计建议

▲电源滤波：VDD与GND之间并联47μF电解电容和104陶瓷电容，尽量靠近芯片放置。hqx嘉泰姆

▲通信防护：DIO、CLK、STB线上串联100Ω电阻并并联100pF电容到地，抑制干扰。hqx嘉泰姆

▲驱动电压：若使用蓝光LED（压降约3V），建议供电电压为5V。hqx嘉泰姆

▲抗干扰设计：在强干扰环境中降低通信频率，加强电源和地线屏蔽。hqx嘉泰姆

八、电气参数摘要

8.1.极限参数（Ta = 25℃, Vss = 0V）

参数

符号

范围

单位

逻辑电源电压

VDD

-0.5 ～+7.0

V

逻辑输入电压

VI1

-0.5 ～ VDD + 0.5

V

LED SEG 驱动输出电流

IO1

-50

mA

LED GRID 驱动输出电流

IO2

+200

mA

功率损耗

PD

400

mW

工作温度

Topt

-40 ～ +85

℃

储存温度

Tstg

-65 ～+150

℃

8.1.正常工作范围（Vss = 0V）

参数

符号

最小

典型

最大

单位

测试条件

逻辑电源电压

VDD

3

5

6

V

-

高电平输入电压

VIH

0.7 VDD

-

VDD

V

-

低电平输入电压

VIL

0

-

0.3 VDD

V

-

8.3.电气特性（VDD = 5V, VSS  = 0V）

参数

符号

最小

典型

最大

单位

测试条件

高电平输出电流

Ioh1

20

35

60

mA

SEG1～SEG10, Vo = VDD -3V

低电平输入电流

IOL

80

120

-

mA

GRID1～GRID7 Vo=0.3V

低电平输出电流

Idout

3

-

-

mA

Vo = 0.4V,Dout

高电平输出电流容许量

Itolsg

-

-

5

%

Vo = VDD – 3V, SEG1～SEG11

高电平输入电压

VIH

0.7hqx嘉泰姆 VDD

-

V

CLK,DIO,STB

低电平输入电压

VIL

-

-

0.3hqx嘉泰姆 VDD

V

CLK,DIO,STB

8.4.开关特性（VDD = 5V）

参数														符号										最小								典型							最大							单位									测试条件
传输延迟时间														tPLZ										-								-							300							ns									CLK → DOUThqx嘉泰姆 CL = 15pF, RL = 10K Ω
														tPZL										-								-							100							ns
上升时间														tTZH 1										-								-							2							μs									CL=300pF							SEG1～SEG10
														tTZH 2										-								-							0.5							μs																GRID1～GRID4 SEG12/GRID7～ SEG14/GRID5
下降时间														tTHZ										-								-							1.5							μs									CL = 300pF,SEGn,GRIDn
最大输入时钟频率														Fmax										-								-							1							MHz									占空比 50%
输入电容														CI										-								-							15							pF									-

8.5.时序特性（VDD = 5V）

参数																符号												最小						典型						最大				单位						测试条件
时钟脉冲宽度																PWCLK												500						-						-				ns						-
选通脉冲宽度																PWSTB												1						-						-				μs						-
数据建立时间																tSETUP												100						-						-				ns						-
数据保持时间																tHOLD												100						-						-				ns						-
CLK →STB 时间																tCLK-STB												1						-						-				μs						CLK↑→STB↑

8.6.时序波形图：hqx嘉泰姆

▲工作电压：3.0V ~ 6.0Vhqx嘉泰姆

▲SEG拉电流：35mA（典型值，Vo=VDD-3V）hqx嘉泰姆

▲GRID灌电流：120mA（典型值，Vo=0.3V）hqx嘉泰姆

▲工作温度：-40℃ ~ +85℃hqx嘉泰姆

▲最大时钟频率：1MHzhqx嘉泰姆

九、封装尺寸

▲SOP24：15.34mm × 7.52mmhqx嘉泰姆

▲SSOP24：8.15mm × 5.35mmhqx嘉泰姆

▲QSOP24：8.63mm × 4.00mmhqx嘉泰姆

十、应用电路：

10.1.CXLE88155N驱动共阴数码屏硬件电路图（18）：

10.2.CXLE88155N驱动共阳数码屏硬件电路图（19）：hqx嘉泰姆

十一、总结

        CXLE88155N是一款功能全面、接口简单的LED驱动与键盘扫描集成芯片，特别适合家电、工业控制等领域的多位数码管显示与按键控制需求。其灵活的指令集、强大的抗干扰能力和多种封装选择，使其成为高可靠性显示驱动方案的理想选择。hqx嘉泰姆

如需最新数据手册或技术支持，建议联系官方或授权代理商获取更新资料。hqx嘉泰姆

十二、相关芯片选择指南                      更多同类产品.....hqx嘉泰姆

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