基于I2C总线的键盘驱动的设计与实现
CH455数码管驱动及键盘控制芯片说明书
数码管驱动及键盘控制芯片CH455中文手册版本：1E1、概述CH455是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片。
CH455内置时钟振荡电路，可以动态驱动4位数码管或者32只LED；同时还可以进行28键的键盘扫描；CH455通过SCL和SDA组成的2线串行接口与单片机等交换数据。
2、特点●内置显示电流驱动级，段电流不小于25mA，字电流不小于160mA。
●动态显示扫描控制，支持8×4或者7×4，直接驱动4位数码管或者32只发光管LED。
●内部限流，通过占空比设定提供8级亮度控制。
●内置28键键盘控制器，基于7×4矩阵键盘扫描。
●内置按键状态输入的下拉电阻，内置去抖动电路。
●提供低电平有效的键盘中断，提供按键释放标志位，可供查询按键按下与释放。
●高速2线串行接口，时钟速度从0到4MHz，兼容两线I2C总线，节约引脚。
●内置上电复位，支持2.7V～5V电源电压。
●支持低功耗睡眠，节约电能，可以被按键唤醒或者被命令操作唤醒。
●内置时钟振荡电路，不需要外部提供时钟或者外接振荡元器件，更抗干扰。
●提供DIP18、SOP18和SOP16三种无铅封装，兼容RoHS，功能和引脚部分兼容CH450芯片。
3、封装封装形式宽度引脚间距封装说明订货型号DIP18 7.62mm 300mil 2.54mm 100mil 标准18脚双列直插CH455K SOP18 7.62mm 300mil 1.27mm 50mil 标准的宽18脚贴片CH455H SOP16 3.9mm 150mil 1.27mm 50mil 标准的16脚贴片CH455G4、引脚引脚号引脚名称类型引脚说明DIP18/SOP18 SOP1611 14 VCC 电源正电源，持续电流不小于150mA4 8 GND 电源公共接地，持续电流不小于150mA9、10 12、13 14、15 16 12、1315、161、23SEG0～SEG6三态输出及输入数码管的段驱动，高电平有效，键盘扫描输入，高电平有效，内置下拉17 4 SEG7 输出数码管的小数点段驱动输出，高电平有效，7段模式下的键盘中断输出，低电平有效1、5 6、75、910、11DIG0～DIG3输出数码管的字驱动，低电平有效，键盘扫描输出，高电平有效3 7 SDA 内置上拉开漏输出及输入2线串行接口的数据输入和输出，内置上拉电阻2 6 SCL 输入2线串行接口的数据时钟，内置上拉电阻18 无INT# 内置上拉开漏输出键盘中断输出，低电平有效8 无ISET 输入段电流上限调整，悬空为默认设置5、功能说明5.1. 一般说明本手册中的数据，以B结尾的为二进制数，以H结尾的为十六进制数，否则为十进制数，标注为x的位表示该位可以是任意值。
UMW ET6226M LED驱动控制 键盘扫描专用集成电路说明书
LED驱动控制/键盘扫描专用集成电路概述UMW E T6226M是一种带键盘扫描电路接口的LED驱动控制专用电路。
内部集成有MCU输入输出控制数字接口、数据锁存器、LED驱动、键盘扫描、辉度调节等电路。
本芯片性能稳定、质量可靠、抗干扰能力强，可适应于24小时长期连续工作的应用场合。
功能特点z显示模式：8段×4位z段驱动电流不小于25mA，字驱动电流不小于150mAz提供8级亮度控制z键盘扫描：7×4bitz高速两线式串行接口z内置时钟振荡电路z内置上电复位电路z支持3V－5.5V电源电压z提供DIP16（UMW ET6226P）及SOP16(UMWET6226M) 封装管脚排列图UMW6226管脚说明符 号管脚名称说 明SG1/KS1~ SG7/KS7 段驱动输出/键扫描输入LED 段驱动输出，高电平有效，也用作键扫描输入，高电平有效，内置下拉GR1～GR4 位/键扫描输出 LED 位驱动输出，低电平有效，也用作键盘扫描输出，高电平有效DP/KP 段/位输出LED 段输出，也用作键盘标志输出 CLK 时钟输入I2C 串行接口的数据时钟输入，内置上拉电阻 DAT 数据输入/输出I2C 串行接口的数据输入输出，内置上拉开漏模式VCC 电源端3－5.5V GND地端接地功能说明I 2C 总线接口通过DAT 和CLK 串行信号，可以使与MCU 之间进行信号传输。
因此，DAT 与CLK 构成了I 2C 总线接口。
数据信号当CLK 信号为高电平时，DAT 上的信号才会被认为是正确而稳定的信号。
而当CLK 信号在低电平时，DAT 上的信号才能做高低电平的转换。
如下图所示：开始和结束条件当CLK 信号为高电平，DAT 信号由高电平切换为低电平时表示串行信号传输“开始”。
当CLK 信号为高电平，DAT 信号由低电平切换为高电平时表示串行信号传输“结束”。
如下图所示：指令信号格式DAT线的指令信号格式有八位（bit），每一个指令信号后面需要有一个“确认”信号，并且以最大符号位“MSB”为首传送出去。
I2C详解——精选推荐
I2C详解1、基本概念主机初始化发送，产⽣时钟信号和终⽌发送的器件从机被主机寻址的器件发送器发送数据到总线的器件接收器从总线接收数据的器件多主机同时有多于⼀个主机尝试控制总线但不破坏报⽂仲裁是⼀个在有多个主机同时尝试控制总线，但只允许其中⼀个控制总线并使报⽂不被破坏的过程同步两个或多个器件同步时钟信号的过程2、硬件结构每⼀个I2C总线器件内部的SDA、SCL引脚电路结构都是⼀样的，引脚的输出驱动与输⼊缓冲连在⼀起。
其中输出为漏极开路的场效应管、输⼊缓冲为⼀只⾼输⼊阻抗的同相器。
这种电路具有两个特点：（1）由于SDA、SCL 为漏极开路结构，借助于外部的上拉电阻实现了信号的“线与”逻辑；（2）引脚在输出信号的同时还将引脚上的电平进⾏检测，检测是否与刚才输出⼀致。
为“时钟同步”和“总线仲裁”提供硬件基础。
3、时钟同步如果从机希望主机降低传送速度可以通过将SCL主动拉低延长其低电平时间的⽅法来通知主机，当主机在准备下⼀次传送发现SCL的电平被拉低时就进⾏等待，直⾄从机完成操作并释放SCL线的控制控制权。
这样以来，主机实际上受到从机的时钟同步控制。
可见SCL 线上的低电平是由时钟低电平最长的器件决定；⾼电平的时间由⾼电平时间最短的器件决定。
这就是时钟同步，它解决了I2C总线的速度同步问题。
4、主机发送数据流程（1）主机在检测到总线为“空闲状态”（即SDA、SCL 线均为⾼电平）时，发送⼀个启动信号“S”，开始⼀次通信的开始（2）主机接着发送⼀个命令字节。
该字节由7 位的外围器件地址和1 位读写控制位R/W 组成（此时R/W=0）（3）相对应的从机收到命令字节后向主机回馈应答信号ACK（ACK=0）（4）主机收到从机的应答信号后开始发送第⼀个字节的数据（5）从机收到数据后返回⼀个应答信号ACK（6）主机收到应答信号后再发送下⼀个数据字节（7）当主机发送最后⼀个数据字节并收到从机的ACK 后，通过向从机发送⼀个停⽌信号P结束本次通信并释放总线。
单片机的外围电路
键盘电路设计要点
1 2
去抖处理
消除按键按下时的抖动，确保一次只识别一个按 键。
独立按键与矩阵按键的选择
根据按键数量和单片机I/O口资源选择合适的键 盘形式。
3
接口类型
根据单片机和键盘的接口类型选择合适的连接方 式，如直接连接或通过I2C、SPI等通信协议连接。
05
通信接口电路
通信接口电路的作用与类型
寻址方式
每个设备具有唯一的地址，通过地址码进行访问。
数据传输速率
最高可达400kHz。
06
外围电路的干扰与防护
外围电路的干扰来源与影响
01
02
03
04
电源噪声
由于电源线路上的电压波动和 电流脉冲，可能导致单片机工
作异常。
信号线耦合
信号线之间的电磁场相互作用 ，可能导致信号的畸变或噪声
。
接地回路
不同电路之间的地线连接可能 形成地线回路，导致噪声和干
扰。
空间辐射
来自其他电子设备或自然界的 电磁波可能对单片机产生干扰
。
干扰的防护措施
电源滤波
在电源入口处加入滤波 器，减少电源噪声的干
扰。
隔离与屏蔽
对容易受到干扰的信号 线进行隔离或屏蔽，降 低信号线耦合的影响。
合理的接地
采用单点接地、多点接 地或混合接地方式，减
少地线回路的干扰。
空间滤波
在单片机周围加装电磁 屏蔽材料，减少空间辐
单片机外围电路
• 单片机外围电路概述 • 电源电路 • 输入输出接口电路 • 显示与键盘电路 • 通信接口电路 • 外围电路的干扰与防护
01
单片机外围电路概述
定义与作用
定义
I2C总线8位远程IO扩展口芯片PCF8574的驱动程序
//......................................//名称: PCF8574(A).c I2C扩展8位I/O芯片的接口程序//编程: 不详//日期: 20111025////发现问题请指点，谢谢！//......................................//CPU: 89C55 11.0592MHz//环境:KeilC51 V8.01//引脚定义://CPU_P2.0--- P CF8574X_SC L 时钟// CP U_P2.1 ---PCF8574X_SDA 数据//CPU_P2.2 --- PC F8574X_INT中断//......................................#incl ude <Publi c.h>#incl ude <Intri ns.h>#inc lude"dela y_s.h"#in clude "pcf8574.h"//PCF8574(A)芯片指令的定义#defi ne PC F8574_WRIT E 0x40 //器件地址= 0111 A2 A1 A0r/w#defin e PCF8574_READ0x41//器件地址= 0111 A2 A1A0 r/w#de finePCF8574A_W RITE0x70//器件地址= 0111 A2 A1A0 r/w#de finePCF8574A_R EAD 0x71 //器件地址= 0111 A2 A1 A0 r/w#de fineP CF8574X_R EGIST ER_AD DR_MA X 7 //器件内部寄存器地址的最大值//内部函数s tatic void i2c_star t_con d(voi d);s tatic void i2c_stop_cond(void);st aticuchar i2c_read_byte(void);sta tic u chari2c_r ead_b yte_n ack(v oid);stat ic vo id i2c_wr ite_b yte(u charda);//============================================================== ===============//接口调用函数部分//*******************************************************//序号:// HD_PC F8574X_S01//功能://读出芯片的复位状态// is_pcf8574a=1 是A芯片// ad d_of_part器件的子地址 0~3//输出://端口的数据//********************************************************uch ar PC F8574X_rea d_io(uchar is_p cf8574a, u charadd_o f_par t){uchar i;i2c_s tart_cond();i f(is_pcf8574a !=0){i2c_wr ite_b yte(P CF8574A_RE AD |((add_of_pa rt <<1) &0x0E));//器件地址=0111 A2 A1 A0 r/w}else{i2c_write_byte(PCF8574_R EAD |((add_of_p art <<1) &0x0E));//器件地址=0100 A2 A1A0 r/w}i =i2c_re ad_by te_na ck();//顺序读的方式读出一个字节i2c_st op_co nd();ret urn(i);}//*******************************************************//序号:// H D_PCF8574X_S02//功能://写数据到I/O端口//输入://is_pcf8574a =1 是A芯片//add_of_p art:器件的子地址 0~7//dat:写入的字节//输出: // 无//********************************************************voidPCF8574X_w rite_io(uc har i s_pcf8574a, uch ar ad d_of_part, ucha r dat){i2c_s tart_cond();i f(is_pcf8574a !=0){i2c_wr ite_b yte(P CF8574A_WR ITE |((add_of_p art <<1) &0x0E)); //器件地址=0111A2 A1 A0 r/wel se{i2c_wri te_by te(PC F8574_WRIT E |((add_o f_par t <<1) &0x0E));//器件地址=0100 A2 A1 A0 r/w}i2c_write_byte(dat);i2c_st op_co nd();}//==============//内部调用函数部分//==============//----------------------------------------------//I2C发启始条件:时钟线为高时数据线发生下降沿跳变//----------------------------------------------sta tic v oid i2c_st art_c ond(v oid){CO DE_SC L_LOW;_D ELAY_NOP3;COD E_SDA_HIGH;_D ELAY_NOP3;COD E_SCL_HIGH;_D ELAY_NOP3;COD E_SDA_LOW;_DE LAY_N OP3;}//----------------------------------------//I2C 发结束条件:时钟线为高时数据线发生上升沿跳变//----------------------------------------st aticvoidi2c_s top_c ond(v oid){CO DE_SC L_LOW;_D ELAY_NOP3;COD E_SDA_LOW;_DE LAY_N OP3;CODE_SCL_HIGH;_DE LAY_N OP3;CODE_SDA_HIGH;_DE LAY_N OP3;}//----------------------------------------// I2C 读取一个中间字节的数据//----------------------------------------/*stat ic uc har i2c_re ad_by te(vo id){uch ar i;uch ar da=0;for(i =0;i<8;i++){da <<=1; //传输的数据高位在前C ODE_S CL_LO W;_DELA Y_NOP3;CODE_SCL_H IGH;//时钟为高时读数据//N OP3;if(JUDG E_PCF8574X_SDA) da++;}CODE_SCL_LOW;_DEL AY_NO P3;CODE_SDA_L OW; //发送应答位_DELA Y_NOP3;C ODE_S CL_HI GH;_DELA Y_NOP3;C ODE_S CL_LO W;_DELAY_NOP3;CO DE_SD A_HIG H;r eturn(da);}*///----------------------------------------// I2C读取一个结尾字节的数据//----------------------------------------stat ic uc har i2c_re ad_by te_na ck(vo id){uch ar i;uch ar da =0;for(i =0; i<8; i++){da<<=1;CO DE_SC L_LOW;_DELAY_NOP3;C ODE_S CL_HI GH;//NOP3;i f(JUD GE_PC F8574X_SDA) da++;}COD E_SCL_LOW;_DE LAY_N OP3;CODE_SDA_HIGH;_DE LAY_N OP3;CODE_SCL_HIGH;_DE LAY_N OP3;CODE_SCL_LOW;retu rn( d a );}//----------------------------------------// I2C 写入一个字节的数据//----------------------------------------stat ic vo id i2c_wri te_by te(uc har d a ){uch ar i;for(i =0; i<8; i++){COD E_SCL_LOW;if(da&0x80){COD E_SDA_HIGH;}el se{CODE_SDA_L OW;}CODE_SCL_H IGH;da<<=1;}CODE_SCL_L OW; //第8个SCL下降沿,写入8位数据_DELA Y_NOP3;C ODE_S DA_HI GH;_DELA Y_NOP3;C ODE_S CL_HI GH;}//============================================================== ===============//End O f Fil e。
一款基于USB串口的I2C在线调试神器_立创快报技术分享
一、作品简介I2C总线，是NXP半导体（原PHILIPS）于20多年前发明的一种简单的双向二线制串行通信总线，也叫I2C或IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)。
I2C总线是各种总线中使用信号线最少，电路简洁，并具有自动寻址、多主机时钟同步和仲裁等功能的总线。
因此，基于I2C接口的各类芯片器件，在实际市场中得到广泛应用。
这些芯片例如：※24CXX系列的EEPROM，如24LC08、24C01、24C128等等※I2C总线8位并行IO口扩展芯片PCF8574/JLC1562；※I2C接口时钟芯片DS1307/PCF8563/SD2000D/M41T80/ME901/ISL1208/；※I2C ADC芯片ADS1110(16bitADC)/ADS1112(16bitADC)/※I2C DAC芯片DAC5574(8bitDAC)/DAC6573(10bitDAC)/DAC8571(16bitDAC)/；※I2C接口的温度传感器SHT30/SHT31/TMP101/TMP275/DS1621/MAX6625；为了评估这些芯片，通常的做法是使用一个单片机或ARM，自行编写I2C驱动代码，然后对这些器件进行读写操作，并把数据结果上传到PC机的方式进行展现。
然后，这样的做法较麻烦，因为单片机需要反复的烧录和调试，不是很直观和方便。
为此，本人使用来自英国著名公司FTDI的高性能USB转串口芯片FT234XD芯片+NXP公司的UART转I2C总线协议管理器芯片C18IM700制作了这款可在线实时读写I2C总线的调试利器、神器！这款利器具有操作简单（会打字就行）、显示直观地特点，大大提高了测试和评估各类I2C器件的工作效率。
下面，请允许本人给大家介绍这款利器的设计过程和使用方法。
二、作品亮点①实现通过UART协议读写I2C协议的从器件或者传感器，不用写繁琐的I2C程序咯！② I2C的底层驱动由原发明人--NXP公司设计和提供，确保了I2C驱动的最佳时序！③采用业界公认的USB接口专家--FTDI公司出品的FT234XD作为USB转串口单元。
I2C实例解析
实例解析linux内核I2C体系结构（1）一、概述谈到在linux系统下编写I2C驱动，目前主要有两种方式，一种是把I2C设备当作一个普通的字符设备来处理，另一种是利用linux I2C驱动体系结构来完成。
下面比较下这两种驱动。
第一种方法的好处（对应第二种方法的劣势）有：●思路比较直接，不需要花时间去了解linux内核中复杂的I2C子系统的操作方法。
第一种方法问题（对应第二种方法的好处）有：●要求工程师不仅要对I2C设备的操作熟悉，而且要熟悉I2C的适配器操作；●要求工程师对I2C的设备器及I2C的设备操作方法都比较熟悉，最重要的是写出的程序可移植性差；●对内核的资源无法直接使用。
因为内核提供的所有I2C设备器及设备驱动都是基于I2C子系统的格式。
I2C适配器的操作简单还好，如果遇到复杂的I2C适配器（如：基于PCI的I2C适配器），工作量就会大很多。
本文针对的对象是熟悉I2C协议，并且想使用linux内核子系统的开发人员。
网络和一些书籍上有介绍I2C子系统的源码结构。
但发现很多开发人员看了这些文章后，还是不清楚自己究竟该做些什么。
究其原因还是没弄清楚I2C子系统为我们做了些什么，以及我们怎样利用I2C子系统。
本文首先要解决是如何利用现有内核支持的I2C适配器，完成对I2C设备的操作，然后再过度到适配器代码的编写。
本文主要从解决问题的角度去写，不会涉及特别详细的代码跟踪。
二、I2C设备驱动程序编写首先要明确适配器驱动的作用是让我们能够通过它发出符合I2C标准协议的时序。
在Linux内核源代码中的drivers/i2c/busses目录下包含着一些适配器的驱动。
如S3C2410的驱动i2c-s3c2410.c。
当适配器加载到内核后，接下来的工作就要针对具体的设备编写设备驱动了。
编写I2C设备驱动也有两种方法。
一种是利用系统给我们提供的i2c-dev.c来实现一个i2c 适配器的设备文件。
然后通过在应用层操作i2c适配器来控制i2c设备。
51单片机i2c读写程序的详细讲解
51单片机i2c读写程序的详细讲解下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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基于 I2C 总线的键盘驱动的设计与实现
随着嵌入式系统的飞速发展，嵌入式 PC 在许多领域得到广泛应用。其中
嵌入式键盘作为一种人机交互工具，有着非常重要的作用。通常的键盘设计采
用阵列的设计方式，例如一个含有 9 个键值的键盘需要 6 个通用 I／O 口来实
现通信。键盘的键值越多，需要的通用 I／O 口也越多。
I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一种由 Philips 公司开发的 2 线式串行总线，
用于连接微控制器及其外围设备。I2C 总线最主要的优点是其简单性和有效性。
由于接口直接在组件上，因此 I2C 总线占用的空间非常小。I2C 总线的另一个
优点是，它支持多主控(multimastering)，其中任何能够进行发送和接收的设备
都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。但在任何时间
点上只能有一个主控。
I2C 的这些特点使得在许多设计中备受青睐，本文所介绍的 MAX7347-7349
系列芯片，即是一款 I2C 兼容芯片。它将键值扫描等一系列操作封装在芯片内
部完成，CPU 只需要通过 I2C 总线与芯片通信，通过向芯片写入一定的命令完
成某些操作。从而简化了键盘驱动的处理。而且由于 I2C 支持多主控，因此不
影响系统其他设备的操作。整个过程只需要 3 个通用 I／O 口与 CPU 通信，可
以处理多达 64 个键值的响应，有效地节省了通用 I／O 口。
2 基本原理
2.1 键盘驱动实现原理
通常的键盘采用矩阵式原理，例如对于一个含 20 个键值的键盘，采用 4×5
的矩阵阵列，即 4 行 5 列。其中行和列直接与 CPU 的 I／O 口相连，4 个 I／O
口作为中断 I／O 口。一旦外部有键按下，就会产生中断，由于键盘被按下后，
该键对应的行和列被连通，因此根据判断各列对应的 I／O 口的电平，可以得
到被按下键的位置，从而采取相应的响应。
本文所采用的 MAX7347-7349 系列芯片内部有一个 FIFO 队列，他在内部完
成按键去抖、扫描键值、按键自动重复，以及某些时刻报警等一系列复杂的操
作，而键盘驱动本身是需要通过发送一系列的命令来得到所需要的某些状态值，
从而进行相应的操作。
2.2 I2C 总线通信原理
I2C 总线是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。
各种被控制电路均并联在这条总线上，每个电路和模块都有惟一的地址。CPU
会发出地址码用来选址，即接通需要控制的电路。所以，各控制电路虽然挂在
同一条总线上，却彼此独立，互不相关。
I2C 总线定义了严格的传输信号来完成一次传输。
开始信号：当 SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数
据。
结束信号：当 SCL 为低电平时，SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数
据。如图 1 所示。
注意：SDA 线上的数据状态仅在 SCL 为低电平的期间才能改变，SCL 为高
电平的期间，SDA 状态的改变会被识别为起始和停止条件。
应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8 b 数据后，向发送数据的 IC 发出特定
的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU 向受控单元发出 1 个信号后，等待受控
单元发出 1 个应答信号，CPU 接收到应答信号后，根据实际情况做出是否继续
传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。如图 2 所
示。
3 具体实现
3.1 接口电路
如图 3 所示 MAX7347 芯片电路示意图。
其中 11 个脚为键盘阵列输入连接到键盘外设，3 行 8 列，最多可以控制 24
个不同按键。3 个脚与 PXA 270 直接通信，INT 为中断脚，按键按下为低电平，
SCL 为 I2C 兼容串行时钟输入，SDA 为 I2C 兼容串行 I／O 口。tips:感谢大家
的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！