合泰单片机

HT16K23带Key Input LCD驱动

文件编码：A N0276S

简介

HT16K23是一款带按键扫描功能的LCD驱动芯片，内建存储器及RC振荡电路，可同时驱

动20×1 Key与20×4 LCD，支持I2C标准接口，只需两条信号线便可完成与MCU的通信功

能。本文以HT68F30为主控MCU，通过I2C通信协议控制HT16K23读取按键Data以及控

制LCD显示，目的在于让用户更清楚地掌握HT16K23的特性和应用。

工作原理

方框图

图1 HT16K23内部框图

表1 HT16K23 RAM Mapping of 20×4

表2：HT16K23 RAM Mapping of 16×8

由图1可知：HT16K23是一款具有按键扫描功能的LCD驱动芯片，基本特性如下：•HT16K23工作电压：2.4V~5.5V

•内建RC振荡器

•多种显示方式

若选16 SEG & 8 COM显示方式，显示RAM为16×8-bit。

若选20 SEG & 4 COM显示方式，显示RAM为10×8-bit。

•两线I2C通信接口(HT16K23工作在从机方式，MCU工作在主机方式)

•按键扫描功能

若选16 SEG & 8 COM显示方式，最多提供16×1按键扫描。

若选20 SEG & 4 COM显示方式，最多提供20×1按键扫描。

•LCD Bias Circuit：可设定为1/3 bias、1/4 duty或1/4 bias、1/8 duty

•可选硬件中断功能

表1和表2分别为20 SEG & 4 COM 的RAM Mapping 和16 SEG&8COM 的RAM Mapping ： • HT16K23 RAM 内部有个地址指针，当往某个地址写入或读取数据后，地址指针自动加1，指向下一个要写入或读取的地址 • 如表1所示，在20 SEG×4 COM 显示方式下，内存地址达到0x0AH 后，再次写入或读取数据时，地址将自动复位为00H • 如表2所示，在16 SEG×8 COM 显示方式下，内存地址达到0x0FH 后，再次写入或读取数据时，地址将自动复位为00H • 用户可以根据自己的需要，在RAM 内写入或读取相应的数据 其他： • 若选16 SEG & 8 COM 显示方式，LCD bias Circuit 设定为1/4 bias 、1/8 duty ，最多可选16个按键 • 若选20 SEG & 4 COM 显示方式，LCD bias Circuit 设定为1/3 bias 、1/4 duty ，最多可选20个按键 • SEG 脚与按键输入脚共用，按键RAM 地址为0x20~0x22，为只读寄存器，如表3所示 表3：按键按键寄存器寄存器

操作操作说明说明

主控MCU 通过I 2C 通信方式实现对HT16K23进行配置及数据传输 (传输方式为MSB 方式即高位先传)。

HT16K23写入操作

写入命令

图2 写入命令控制时序

主机给HT16K23发送一个START 命令，紧接着发高7位从机地址 (E6H 即HT16K23的地址)，其中第八位设定为0 (写入命令)，此后，HT16K23将应答一个ACK 信号 (ACK 为"1"表示数据传输成功，否则为失败，用户可根据此位做相应的处理)，主机接收到ACK 信号后，继续发送8-bit 的控制命令码 (命令码在下文会介绍)，HT16K23又一次应答ACK 信号，主机接收到ACK 信号后，发送STOP 命令，写入命令操作结束。

写入单笔写入单笔数据数据

图3 写入单个8-bit 数据数据时序时序

主机给HT16K23发送一个START 命令，紧接着发送HT16K23的地址及写入命令，接收到HT16K23应答的ACK 信号后，继续发送8-bit 寄存器地址，接收到HT16K23应答的ACK 信号后，发送8-bit 的Data 数据，接收到HT16K23应答的ACK 信号后，发送STOP 命令，单笔数据写入操作结束！

写入多笔写入多笔数据数据

图4 写入多个字节数据的控制时序

写入多笔数据的方式与上面的单笔数据方式相似，不同之处在于写完第一个数据收到ACK 之后，不发送STOP 命令而是继续发送数据 (在写入下一个数据时内部寄存器地址指针会自动加1指向下一个地址，即地址+1)，直到数据发送结束收到应答的ACK 之后，再发送STOP 命令，多笔数据写入结束。

HT16K23读取操作

图5 写入多个字节数据的控制时序

如图，读取操作如下：

首先，主机给HT16K23写入欲访问的寄存器地址。

然后，主机给HT16K23发送START 命令，紧接发送E7H (HT16K23的地址及读取命令(=1))，主机接收到HT16K23反馈的ACK 信号后，读取8-bit 的数据，若欲读取下一个连续的地址里面的Data ，则主机给从机 (HT16K23) 发送ACK 信号，HT16K23在接受

到ACK信号后，地址自动加1，主机可继续读取8-bit的数据，反之，主机可发送NACK 信号后发送STOP信号，读取操作结束！

注意：若读取地址为0x00 ~ 0x0FH，地址达到0x0FH后，继续读取8-bit的数据，地址指针将复位为0x00H；若读取地址为0x20 ~ 0x22H，地址达到0x22H后，继续读取8-bit的数据，地址指针将复位为0x20H。

HT16K23读写命令

下表为操作HT16K23的控制命令，具体功能描述请参见表中的Description显示：

表4 HT16K23的控制命令表

H/W 方框图

硬件硬件方框方框方框图图

图6 硬件方框图 硬件硬件方框方框方框图图功能说明 整个系统由电源模块、MCU 控制模块、HT16K23驱动模块、LCD 显示模块和按键模块组成。 • 电源模块 提供MCU 控制模块和HT16K23驱动模块，所需的工作电源。 • MCU 模块 负责与HT16K23驱动模块通信。 • 驱动模块 完成按键扫描与LCD 驱动显示。 • 按键模块 人机交互的输入设备。 • LCD 显示模块 人机交互的显示设备。

功能功能描述描述 应用范例按键功能说明

图7 硬件实物图