CXLC8964B LCD驱动器深度解析：256点驱动、蜂鸣器与看门狗一体化设计 | JTM-IC

CXLC8964B是一款高性能LCD驱动芯片，内置32×8位显示RAM，直接支持256点显示输出。其工作电压范围为2.4V至5.2V，兼容广泛的嵌入式系统应用。芯片内置32kHz RC振荡器，支持外部时钟输入，具备1/4偏压和1/8占空比配置，适用于多种复杂LCD面板。

CXLC8964B LCD驱动器深度解析：256点驱动、蜂鸣器与看门狗一体化设计

           在当今嵌入式显示系统中，对高分辨率、多功能集成和低功耗的需求日益突出。CXLC8964B作为一款专为大尺寸LCD面板设计的256点内存映象式驱动芯片，不仅提供出色的显示驱动能力，还集成了蜂鸣器驱动、看门狗定时器和时基发生器，为工业控制、医疗设备和高端消费电子提供了完整的显示解决方案。本文将全面解析CXLC8964B的技术特性、系统架构和应用设计指南。

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一、CXLC8964B核心特性与产品优势

       CXLC8964B是一款高性能LCD驱动芯片，内置32×8位显示RAM，直接支持256点显示输出。其工作电压范围为2.4V至5.2V，兼容广泛的嵌入式系统应用。芯片内置32kHz RC振荡器，支持外部时钟输入，具备1/4偏压和1/8占空比配置，适用于多种复杂LCD面板。

主要技术亮点：

•    大容量显示驱动：支持256点（32×8）LCD显示；

•    集成蜂鸣器驱动：提供2kHz/4kHz可选的差动输出；

•    看门狗与时基功能：增强系统可靠性与定时控制；

•    四线串行接口：简化主控制器连接；

•    多封装选项：提供LQFP44、LQFP52和LQFP64封装；

•    超低功耗：待机电流最低仅1μA（3V条件）。

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二、管脚定义与电气特性

CXLC8964B提供三种封装形式，以LQFP64为例的主要管脚包括：

2.2.  电气参数亮点：

•    工作电流：3V时100μA，5V时150μA（典型值）；

•    驱动能力：段输出电流达430μA，公共端达460μA；

•    通信速率：支持最高300kHz串行时钟；

•    声音输出：2kHz/4kHz可调，驱动能力达4.5mA。

2.2.1.输入输出等效电路

2.2.2  极限参数

（1）芯片长时间工作在上述极限参数条件下，可能造成器件可靠性降低或永久性损坏，不建议实
际使用时任何一项参数达到或超过这些极限值。
（2）所有电压值均相对于系统地测试。
2.2.3  推荐工作条件

2.2.4   AC 电气特性

2.2.5   DC 电气特性

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三、系统架构与内存映射

CXLC8964B采用高效的32×8位静态RAM架构，数据直接映射到LCD段输出。RAM地址为6位（A0~A5），支持三种访问模式：

•    READ模式（代码110）：读取显示数据；

•    WRITE模式（代码101）：写入显示数据；

•    READ-MODIFY-WRITE模式（代码101）：先读后写，适用于位操作。

系统时钟可选择片内32kHz RC振荡器或外部32kHz时钟源。通过分频产生LCD驱动时钟（典型64Hz）和时基/WDT时钟。
3.1.  显示内存（RAM）
静态显示内存包含 32×8 位的格式来存储需要显示的数据，RAM 的数据直接映像到 LCD 显示驱动器，

也可以通过 READ,WRITE,和 READ-MODIFY-WRITE 命令进行读写操作，下图给出的为 RAM 映像图

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四、蜂鸣器驱动功能

CXLC8964B集成了蜂鸣器驱动电路，可在BZ和BZ管脚输出差动信号：

•    TONE 2K命令：输出2kHz驱动信号；

•    TONE 4K命令：输出4kHz驱动信号；

•    TONE OFF命令：关闭声音输出。

该功能极大简化了系统设计中音频提示部分的复杂度，无需外接音频驱动电路。

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五、时基与看门狗定时器

CXLC8964B的时基发生器和看门狗定时器共用分频电路，提供完整的系统监控功能：

5.1.  时基发生器：

•    支持1Hz至128Hz共8种可编程输出频率；

•    可通过IRQ管脚输出定时中断。

5.2.  看门狗定时器：

•    超时时间从4秒至1/16秒可调；

•    溢出时IRQ输出低电平，直到执行CLR WDT命令；

•    增强系统抗干扰能力。

         时基发生器和看门狗输出（WDT）共用相同的（÷256）分频电路， TIMER EN/DIS/CLR，
WDT EN/DIS/CLR 分别作用于时基发生器和看门狗电路。下图给出了示意图。

      开启 WDT 后，一旦 WDT 超时，IRQ 将被拉低，并一直保持低电平状态直到执行 CLR WDT 或者执行 IRQ DIS
命令后，才会关断的输出，此时 IRQ 输出高阻状态，被外部上拉电阻强制拉为高电平状态。
       如果选择外部时钟作为系统频率源时，SYS DIS 命令无效，系统也不能进入省电模式。CXLC8964B 在断电
或者撤消外部时钟前，一直保持工作状态。

5.3.  配置命令：

•    TIMER EN/DIS：时基输出使能/禁用；

•    WDT EN/DIS：看门狗功能控制；

•    CLR TIMER/CLR WDT：清除计数器状态。

5.4.  蜂鸣器驱动输出
       CXLC8964B内置了一个简单的声音发生器，可以在 BZ 和 BZ 脚输出一对差动驱动信号，用于驱动蜂鸣器
产生一个单音。执行 TONE2K 和 TONE4K 命令后，可以输出 2KHz 和 4KHz 频率驱动蜂鸣器发出两种不同的声
音；TONEOFF 命令可以用于关闭声音输出。当系统失效或者执行了 TONGOFF 命令后，BZ 和 BZ 将保持低电
平输出状态。

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六、命令系统与通信协议

CXLC8964B支持灵活的命令配置系统：

6.1.操作模式：

•    命令模式（代码100）：系统配置；

•    数据模式（代码101/110）：数据显示控制。

6.2.主要配置命令：

•    LCD ON/OFF：显示开关控制；

•    SYS EN/DIS：系统时钟管理；

•    RC 32K/EXT 32K：时钟源选择；

•    IRQ EN/DIS：中断输出控制。

6.3.通信协议要点：

•    四线接口支持全双工通信；

•    连续命令传输时仅需首命令包含模式码；

•    CS高电平脉冲用于接口复位。

          CXLC8964B只有四个管脚用于与 MCU的通讯，管脚 CS用于初始化串行接口电路和结束指令数据的传送。
CS置“1”时，CXLC8964B不接受任何 MCU发送的命令和数据并且初始化串行接口。在不同的操作类型码之
间，CS 必须用一个高电平初始化 CXLC8964B的串行接口，否则传送的命令或者数据会出错。管脚 DATA是串
行数据输入/输出脚，读/写数据可以通过 DATA 与 RD,WR 之间的配合来完成。管脚 RD 是读显存时钟输入脚，
在 RD 信号的下降沿时，显存内的数据会被输出到芯片 DATA 寄存器里面，在 RD 的上升沿和下一个下降沿
之间，DATA 寄存器里面的数据会被读出到 DATA 脚上。管脚 WR 是写时钟输入，在 WR 信号上沿，管脚 DATA
上的数据，地址，命令将被写入到 CXLC8964B。可选的管脚 IRQ,可用作 MCU与 CXLC8964B 的通讯接口，IRQ 可
以通过软件设置作为时基定时器输出或者 WDT溢出标志位输出，MCU与 CXLC8964B的 IRQ 相连后，可以实现
时基或者 WDT 功能的应用。IRQ 由于是 Nmos 开漏输出，使用过程中必须加 10k 上拉电阻。如果不需要使用
时基或者 WDT 功能，IRQ 可以浮空。

6.4. 命令模式
         CXLC8964B 可以用软件配置，两种模式的命令可以配置 CXLC8964B 和读写显存的数据，CXLC8964B 的配置模
式称为命令模式，对芯片显存进行操作模式，称为数据模式，下表中给出了数据和命令模式的类型码表：

          模式命令应该在数据或者命令传送前发送。如果要传送的连续命令，命令模式类型码 100 只能发送一
次，后续紧跟着的命令不同命令的命令代码。在不连续命令模式或者不连续地址的数据模式下每次发完一个
命令或者一个数据指令后，CS 应该先置“1”，保证当前的的操作模式复位。CS 管脚置“0”后，应该先发送
新的操作模式类型码。

6.5. 数据和命令模式

备注：MCU 应该在 RD 的上升沿和下一个下降沿之间读取 DATA 上的数据，且 RD 和 WR 的波形不能有交叉，
即同一时刻，只允许单独对 RD 或者 WR 进行操作。
6.6. 命令概述表

注：
1：X 不关心，建议写“0”。  2：A5~A0 显存地址。3：D0~D4 显存数据。4：D/C 数据/命令模式。
5：上电复位后缺省：上电复位后芯片默认的状态
所有的粗体数字：即 110，101，100 为模式命令类型码。100 为命令模式类型码，如果给 CXLC8964B发送
连续的命令，除第一个命令外，其他的命令不能再发 100 类型码。声音频率源和时基/WDT 时钟频率源由片
内的 32KHz RC 振荡器或者外部的 32KHz 频率源提供。输出频率计算详见前文中系统描述章节的时基和看门
狗输出（WDT）和上表中关于时基/WDT 频率输出频率设置指令 F0~F128。建议在上电复位后，用 MCU 初始化
CXLC8964B，因为如果上电复位失败后，CXLC8964B将不能正常工作。
TEST 指令（100 1110-0000-X），用户在正常使用过程中不得给芯片发送，否则芯片将进入测试模式，
而不能正常执行 MCU 发送的其他命令和数据

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七、应用场景与设计指南

7.1.CXLC8964B适用于以下高端应用场景：

•    工业控制设备：HMI界面、过程控制显示；

•    医疗仪器：监护设备、诊断仪器显示；

•    智能家居：中央控制面板、安防系统；

•    办公设备：复印机、打印机状态显示。

7.2.关键设计注意事项：

7.2.1)VLCD电压必须≤VDD，典型VLCD=4V时VDD=5V；

7.2.2)使用15kΩ±20%电阻调节LCD对比度；

7.2.3)IRQ输出需外接10kΩ上拉电阻；

7.2.4)使用内部RC振荡器时，OSCI管脚必须浮空；

7.2.5)VDD-GND间必须就近放置去耦电容；

7.2.6)上电后必须执行完整的初始化序列。

7.3.应用信息

说明：
1、上图给出的简图以LQFP64 封装的芯片为例。
2、VLCD的电压必须小于或者等于VDD的电压。
3、VLCD的上拉可调电阻用来调节LCD的控制电压，当VDD=5.0V，Vlcd=4.0V，则VR=15K±20%。
4、如不需要读取 CXLC8964B的显存数据，RD 可以不连接到 MCU。
5、VDD 对 GND 的电容可以滤掉芯片 VDD 上的产生的纹波，所以此电容不能省掉，并在 PCB 布板时，尽量接
近芯片。
6、芯片时钟可选片内 RC 和外部时钟。如果使用内部 RC 振荡，OSCI 脚必须保持浮空状态，*32KHz 的时钟
必须撤离，否则芯片可能不能正常工作。
7、CXLC8964B 开 LCD 显示后，COM 口循环输出阶梯波，这一特性使得 CXLC8964B 可以驱动 2COM，4COM,8COM 的
LCD。
8、如果不使用时基/WDT 功能，IRQ 与 MCU 的连线可以不连接。由于 IRQ 为 Nmos 开漏输出，所以如果使用时
基/WDT 功能，IRQ 必须接一 10K 上拉电阻，否则 IRQ 将不能输出高电平。

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八、封装选项与机械特性

CXLC8964B提供三种封装选项，满足不同布局需求：

•    LQFP44：10mm×10mm，适合紧凑设计；

•    LQFP52：14mm×14mm，平衡尺寸与引脚数量；

•    LQFP64：7mm×7mm/14mm×14mm，提供最多IO。

所有封装均符合工业级温度标准（-40℃至+85℃），具备优异的焊接可靠性和散热性能。

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九、结语

       CXLC8964B以其256点驱动能力、集成蜂鸣器驱动、完整的看门狗定时器和灵活的四线接口，成为大尺寸LCD显示系统的理想选择。无论是工业控制、医疗设备还是高端消费电子产品，其高度的集成度和稳定的性能都能显著提升产品的竞争力。

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