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CXLE88143N：高性能LED驱动与键盘扫描控制芯片解析

一、概述

        CXLE88143N是一款集成了键盘扫描接口的LED驱动控制专用集成电路，采用CMOS工艺制造，具备MCU数字接口、数据锁存器、LED驱动和键盘扫描等多重功能。该芯片以其高可靠性、优异的稳定性与强大的抗干扰能力，广泛应用于智能热水器、微波炉、洗衣机、空调、电磁炉等家电设备，以及机顶盒、电子秤、智能电表等数码管或LED显示设备。fNF嘉泰姆

二、主要特性

1.显示能力：支持16段×8位LED显示fNF嘉泰姆

2.键盘矩阵：最大支持8×4矩阵按键fNF嘉泰姆

3.亮度调节：8级占空比可调，支持辉度控制fNF嘉泰姆

4.通信接口：串行接口（CLK, STB, DIN, DOUT），支持数据读写与按键扫描fNF嘉泰姆

5.内置功能：RC振荡器、上电复位电路、数据锁存器fNF嘉泰姆

6.抗干扰设计：优化电路防止LED反偏漏电导致的暗亮问题fNF嘉泰姆

7.封装形式：LQFP44封装，适用于高密度PCB布局fNF嘉泰姆

三、引脚功能详解

CXLE88143N共有44个引脚，主要包括以下几类：fNF嘉泰姆

四、指令系统与通信协议

指令用来设置显示模式和LED驱动器的状态。fNF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。fNF嘉泰姆

CXLE88143N通过串行接口接收指令，指令格式如下：fNF嘉泰姆

4.1. 数据命令设置（B7=0, B6=1）

4.1.1)写显示数据：B1B0=00fNF嘉泰姆

4.1.2)读键扫数据：B1B0=10fNF嘉泰姆

4.1.3)地址模式：B0=0（自动增加）、B0=1（固定地址）fNF嘉泰姆

4.1.4)模式设置：B0=0（普通模式）fNF嘉泰姆
指令用来设置数据写和读,B1 和B0 位不允许设置 01 或 11。fNF嘉泰姆
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4.2. 显示控制命令（B7=1, B6=0）

4.2.1)亮度调节：B2~B0控制8级占空比（1/16 ~ 14/16）fNF嘉泰姆

4.2.2)显示开关：B3=0（关）、B3=1（开）fNF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。fNF嘉泰姆

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4.3. 地址命令（B7=1, B6=1）

设置显示寄存器地址（00H~0FH），共16字节，对应8位×16段显示数据。fNF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fNF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。fNF嘉泰姆

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五、显示驱动与按键扫描

5.1.显示驱动

5.1.1)共阴数码管：SEG接阳极，GRID接阴极，写入对应段选数据即可显示。fNF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fNF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。fNF嘉泰姆
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5.1.2)共阳数码管：需在对应GRID地址写入段选数据，其余地址写00H。fNF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)、fNF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)fNF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fNF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fNF嘉泰姆
可反接。fNF嘉泰姆

5.2.按键扫描

5.2.1)支持8×4矩阵按键，自动扫描，周期约4.7ms。fNF嘉泰姆
     按键扫描由CXLE88143N自动完成,不受用户控制,用户只需要按照时序读键值。完成一次键扫fNF嘉泰姆
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 次读到的键值都是fNF嘉泰姆
先按下的那个按键的键值。fNF嘉泰姆
CXLE88143N上电后芯片内部扫描SEG1/KS1-SEG8/KS8 的波形如图（10）：fNF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fNF嘉泰姆
实际测量为准。fNF嘉泰姆

5.2.2)键值数据按BYTE1~BYTE4顺序输出，每字节包含4个键状态。fNF嘉泰姆
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,fNF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,fNF嘉泰姆
这时D1,D2 都被点亮。fNF嘉泰姆

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解决方案：fNF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,fNF嘉泰姆
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2、串联二极管如图（14）所示。fNF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。fNF嘉泰姆

5.3.显示寄存器地址：fNF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CXLE88143N的数据,最多有效地址从 00H-0FH共 16字节单元,fNF嘉泰姆
分别与芯片SEG和GRID管脚对应,具体分配如图(2)：fNF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。fNF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,fNF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fNF嘉泰姆
（00H-0FH）中全部写入数据 0x00。fNF嘉泰姆

5.4.串行数据传输格式：fNF嘉泰姆

读取和接收 1 个BIT都在时钟的上升沿操作fNF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fNF嘉泰姆
等待时间Twait(最小 2μS)。具体参数见时序特性表。fNF嘉泰姆
2、以上时序是DOUT、DIN短接在一起作为DIO使用情况。fNF嘉泰姆

5.5.应用时串行数据的传输：fNF嘉泰姆
      5.5.1)地址增加模式fNF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,fNF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。fNF嘉泰姆

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Command1: 设置数据命令fNF嘉泰姆
Command2: 设置显示地址fNF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）fNF嘉泰姆
Command3: 显示控制命令fNF嘉泰姆

5.5.2)固定地址模式fNF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”fNF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,fNF嘉泰姆
最多 16BYTE数据传送完毕,“STB”置高。fNF嘉泰姆

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Command1: 设置数据命令fNF嘉泰姆
Command2: 设置显示地址 1fNF嘉泰姆
Data1: 传输显示数据 1 至Command2 地址内fNF嘉泰姆
Command3: 设置显示地址 2fNF嘉泰姆
Data2: 传输显示数据 2 至Command3 地址内fNF嘉泰姆
Command4: 显示控制命令fNF嘉泰姆

5.5.3)读按键时序fNF嘉泰姆

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Command1: 设置读按键命令fNF嘉泰姆
Data1～4:读取按键数据fNF嘉泰姆
▲注意: 以上时序是DOUT、DIN短接在一起作为DIO使用情况。fNF嘉泰姆

5.5.4)采用地址自动加一和固定地址方式的程序设计流程图：fNF嘉泰姆

5.5.4.1)采用自动地址加一的程序设计流程图：fNF嘉泰姆
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5.5.4.2)采用固定地址的程序设计流程图：fNF嘉泰姆
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六、应用电路设计建议

6.1.电源滤波：VDD与GND间加100μF和104电容，靠近芯片放置。fNF嘉泰姆

6.2.通信抗干扰：DIO、SCLK、STB线串接100pF电容。fNF嘉泰姆

6.3.LED类型适配：蓝光LED建议使用5V供电。fNF嘉泰姆
6.4.复合按键处理：建议将复合键设计在不同K线上，或串联二极管防止短路。fNF嘉泰姆

6.5.CXLE88143N驱动共阴数码屏硬件电路图fNF嘉泰姆

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6.6.CXLE88143N驱动共阳数码屏接线电路图（19）fNF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CXLE88143N芯片放置,加强滤波效果。fNF嘉泰姆

  2、连接在DIO(DIN、DOUT)、SCLK、STB通讯口上三个 101(100pF)电容可以降低对通讯口的干扰。fNF嘉泰姆
  3、因蓝光数码管的导通压降压约为 3V,因此CXLE88143N供电应选用 5V。fNF嘉泰姆
  4、建议在实际电路中将DIN、DOUT口短接在一起作为DIO使用。fNF嘉泰姆

七、电气参数摘要

7.1.工作电压：5VfNF嘉泰姆

7.2.驱动电流：SEG输出20–50mA，GRID输出80–140mAfNF嘉泰姆

7.3.通信时钟：最高1MHzfNF嘉泰姆

7.4.工作温度：-40℃ ~ +85℃fNF嘉泰姆
7.5.极限参数（Ta = 25℃, Vss = 0V）fNF嘉泰姆
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7.6.正常工作范围（Vss = 0V）fNF嘉泰姆
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7.7.电气特性（VDD = 5 V, Vss = 0V）fNF嘉泰姆
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7.8.开关特性（VDD = 5V）fNF嘉泰姆
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7.9.时序特性（VDD = 5V）fNF嘉泰姆
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7.10.时序波形图：fNF嘉泰姆
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八、总结

           CXLE88143N是一款功能全面、性能稳定的LED驱动与键盘扫描控制芯片，适用于多种家电和工业显示场景。其灵活的指令系统、强大的驱动能力和良好的抗干扰设计，使其成为高可靠性显示控制的理想选择。fNF嘉泰姆

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

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