LCD驱动芯片FZH1631，应用开发相关数据技术手册-电子发烧友网

1、概述

FZH1631（深圳市方中禾科技）是一款标准I2C 接口通讯LCD控制/驱动芯片。该芯片提供1/4占空比和1/8占空比两种显示模式。1/4 占空比模式最多驱动80点（20×4），1/8占空比模式最多驱动128点（16×8）。FZH1631内置时钟发生器、LCD偏置电压产生模块和LCD驱动电压跟随器以及标准的I2C接口。

其主要特点如下：

● 工作电压：2.4～5.5V

● 标准I2C接口

● 低功耗

● 多种闪烁模式

● 读/写地址自动增加

● 内部32kHz RC振荡器

● 16级VLCD电压可调

● 显示模式：

20×4模式：20 SEGs和4 COMs

16×8模式：16 SEGs和8 COMs

● 偏置电压：1/3或1/4；占空比：1/4或1/8

● 16×8位显示数据寄存器

● 带电压跟随器的内部LCD偏置发生器

● LCD帧频可选：80Hz或160Hz

● 可通过外置电阻调整LCD驱动电压

● 封装形式：SOP16/SOP20/SOP24/SOP28

2、功能框图及引脚说明

2.1、功能框图

2.2、引脚排列图

2.3、引脚说明

3、电特性

3.1、极限参数

除非另有规定，Tamb=25℃

3.2、电气特性

3.2.1、直流参数

（除非另有规定，Tamb=-40～+85℃，VSS=0V，VDD=2.4～5.5V）

3.2.2、交流参数 1

（除非另有规定，Tamb=-40～+85℃，VSS=0V，VDD=2.4～5.5V）

注：

1. 在电源开启/关闭期间，如果上电复位时序的条件未满足，则内部上电复位（POR）电路无法正常工作。

2. 在芯片工作期间，如果 VDD电压下降到低于规定的最小工作电压时，必须满足上电复位时序条件。也就是说，VDD电压必须下降到 0V且在上升到正常工作电压之前必须最少保持 20ms的 0V电压。

3.2.3、交流参数 2（I2C接口）

4、时序图

4.1、I2 C时序图

4.2、上电复位时序图

5、功能介绍

5.1、上电复位

上电后，芯片通过内部上电复位电路初始化。内部电路初始化后的状态如下所示：

● 所有的COM/SEG输出都设为VLCD。

● 选择1/4 duty输出和1/3 bias驱动模式。

● 系统振荡器和LCD bias发生器都为关闭状态。

● LCD显示处于关闭状态。

● 内部电压调整功能使能。

● SEG/VLCD共用引脚设为SEG引脚。

● VLCD引脚的检测开关功能关闭。

● 帧频率设为80Hz。

● 闪烁功能关闭。

上电后，应避免 1ms内 I2C总线上有数据传输，以完成复位动作。

5.2、显示存储器—RAM结构

FZH1631具有16×8位静态RAM用于储存LCD显示数据，对其写“1”则相对应的LCD点亮，写

“0” 则相对应的LCD点灭。

RAM 数据内容直接映射 LCD上。RAM第 1列的 SEGs与其对应的 COM0一起工作。在复杂的 LCD应用中，第 2列、第 3列和第 4列的 SEGs分别与其对应的 COM1、COM2和 COM3分时复用。RAM数据与 LCD模式映射关系如下：

5.3、地址指针

通过地址指针来实现显示 RAM寻址技术。该机制允许在显示 RAM的任何位置加载单个或多个显示数据字节。通过地址指针命令来初始化地址指针序列。

5.4、系统振荡器

内部振荡器为内部逻辑和 LCD驱动信号提供时序。系统时钟频率（fSYS）决定 LCD帧频率。系统上电初始化期间，系统振荡器将处于停止状态。

5.5、帧频率

FZH1631 提供两种帧频率，可通过模式设置命令选择是 80Hz还是 160Hz。

5.6、闪烁功能

该芯片包含多种闪烁模式。通过闪烁命令选择相应的频率使整个显示屏都闪烁。闪烁频率是通过系统频率分频得到的。系统频率与闪烁频率的比率取决于芯片的闪烁模式，如下表所示：

5.7、LCD Bias发生器

LCD全压（VOP）来自（VLCD-VSS）。LCD电压可通过VLCD引脚提供的电压进行外部温度补偿。1/3或 1/4偏置电压，通过 VLCD和 VSS之间内部连接的四个串联电阻分压所获得。中间电阻可通过切换电路提供一个 1/3偏置电压。

5.8、内部 VLCD电压调整

● 内部VLCD调整模块包含4个串联电阻和一个4位可编程模拟开关，通过VLCD电压调整命令可获得16级电压调整选项。

● 内部 VLCD调整如下图所示：

● 4 位可编程模拟开关和 VLCD输出电压的关系如下表所示：

5.9、SEG驱动输出

LCD 驱动模块包含20个 SEG输出 SEG0～SEG19或 16个 SEG输出 SEG4～SEG19，这些 SEG应直接与 LCD面板相连。根据复用 COM信号和显示锁存器内的数据产生 SEG输出信号。如果使用的 SEG数量少于 20或 16时，则未使用的 SEG输出应保持开路状态。

5.10、COM驱动输出

LCD 驱动块包含 4个 COM输出（COM0～COM3）或 8个 COM输出（COM0～COM7），这些COM应直接与LCD面板相连。根据所选的LCD驱动模式产生COM输出信号。如果使用的 COM数量少于 4或 8时，则未使用的 COM输出应保持开路状态。

5.11、LCD驱动模式波形

●当 LCD驱动模式选择 1/4 duty和 1/3 bias时，其波形和 LCD显示如下图所示：

●当 LCD驱动模式选择 1/8 duty和 1/4 bias时，其波形和 LCD显示如下图所示：

5.12、I2C串行接口

该芯片提供标准I2C串行接口，且该芯片仅作为I2C通信的从机使用。可在不同的 IC或模块中进行双向双线通信，即一条串行数据线 SDA和一条串行时钟线 SCL。这两条线分别通过典型值为 4.7KΩ的上拉电阻与正电源相连。当 I2C总线空闲时，这两条线都为高电平。与 I2C接口相连的单片机必须为漏极开路或集电极开路输出，以实现 wired-or功能。仅当 I2C接口空闲时才开始数据传输。

5.13、数据的有效性

在 SCL=1期间，SDA脚的数据位必须保持稳定。仅当 SCL=0时，SDA脚的电平才允许变化，如下图所示：

5.14、START和 STOP信号

● 在SCL=1期间，若SDA从高变为低，表示为START信号。

● 在SCL=1期间，若SDA从低变为高，表示为STOP信号。

● START和STOP信号总由主机发出。发出START信号后，I2C总线被认为处于忙碌状态。发出STOP信号后，在一段时间内I2C总线被认为又处于空闲状态。

● 如果发送重复 START（Sr）信号而不是 STOP信号，则 I2C总线保持忙碌状态。在某些方面，START信号和重复 START（Sr）信号在功能上是相同的。

5.15、字节格式

SDA 线上的每个字节长度必须为 8位。每次可传输字节的数目是不受限制的。每个字节必须跟随一个应答位。数据传输从最高位开始。

5.16、应答信号（ACK）

● 每8位字节后都跟一个应答信号。该应答信号为接收方发到I2C总线的低电平。主机产生

一个额外的相关应答时钟脉冲信号。

● 寻址匹配的从机必须在接收到每个字节后产生一个ACK应答信号。

● 发送应答信号的设备必须在应答时钟脉冲期间将SDA拉低，并使其在应答时钟脉冲高电平的期间保持低电平。

● 主机接收方在从机发出最后一个字节时生成一个无应答（NACK）信号以告知从机结束数据发送。

在这种情况下，主机接收方必须在第九个时钟脉冲期间使数据线为高表示无应答。主机将产生一个STOP信号或重复 START信号。

● 主机发送START信号后，首先接收的是从机地址字节。第一个字节的前7位是从机地址，第8位是读 /写位。当R/W是“1”时，选择读操作；是“0”时，选择写操作。

● FZH1631地址位为“0111000”。芯片接收到地址位后将其与自身内部的地址进行比较。如果从主机上接收到的地址与自身的内部地址相匹配，则会在 SDA线上输出一个应答信号。

5.18、写操作

5.18.1、字节写操作

l命令字节

字节写入操作命令由一个 START信号，一个带读/写位的从机地址，一个命令字节，一个命令设置字节和一个 STOP信号组成。

l显示 RAM单个数据字节

显示 RAM数据字节写操作由一个 START信号，一个带读/写位的从机地址，一个命令字节，

一个有效寄存器地址字节，一个数据字节和一个 STOP信号组成。

5.18.2、显示 RAM页写入操作

发送 START信号后，一个带读/写位的从机地址被发送至 I2C总线，紧接着一个命令字节和特定的显示 RAM寄存器地址，该寄存器地址内容被写入内部地址指针。接着发送写入存储器内的数据，之后地址指针自动加“1”，因此可以在接收到一个应答信号后对下一个地址进行写入操作。当内部地址指针达到显示 RAM的最大地址时（1/4 duty驱动模式为 09H，1/8 duty驱动模式为 0FH），地址指针变为 00H。

5.19、显示 RAM读操作

● 在此模式下，主机设置从机地址后读取FZH1631的数据。R/W位（=“0”）之后是一个应答位、命令字节和写入内部地址指针的寄存器地址字节。当配置完读操作的起始地址后，另一个START信号和从机地址被发送到I2C总线，紧接着是 R/W位（=“1”）。先发送数据高位。接收到应答信号后地址指针加“1”。意思就是如果芯片在地址为AN+1时发送数据，主机将读取并识别发送的新数据字节且地址指针增加到AN+2。当内部地址指针达到显示RAM的最大地址时（1/4 duty驱动模式为09H，1/8 duty驱动模式为0FH），地址指针变为00H。

● 连续地址的读周期将继续，直到主机发送一个 STOP信号。