可编程数码管/键盘串行接口芯片HD7279A的原理与应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:HA7279A是一种智能键盘和LED专用控制芯片,它带有串行接口,可同时驱动8位共阴式数码管或64只独立LED。文中详述了该芯片的工作原理、工作时序及控制指令,给出了HD7279A与CPU的实际接口电路及设计程序,同时指出了实际应用中的一些注意事项。 关键词:HD7279A;工作时序;接口电路 1 主要特性 HD7279A是比高公司生产的单片具有串行接口、可同时驱动8位共阴式数码管(或64只独立LED)的智能显示驱动芯片,该芯片同时可连接多达64键的键盘矩阵,一片即可完成LED显示及键盘接口的全部功能。HD7279A和微处理器之间采用串行接口,其接口和外围电路比较简单,且占用口线少,加之它具有较高的性能价格比,因此,在微型控制器、智能仪表、控制面板和家用电器等领域获得了日益广泛的应用。 HD7279A的主要特点如下: ●带有串行接口,无需外围元件便可直接驱动LED; ●各位可独立控制译码/不译码、消隐和闪烁等属性; ●具有(循环)左移/(循环)右移指令; ●具有段寻址指令,可方便地用来控制独立的LED显示管; ●64键键盘控制器内含去抖动电路。 2 引脚说明 HD7279A一共有28个引脚,各引脚的主要功能如下: RESET:复位端。当该端由低电平变成高电平,并保持25ms后,复位过程结束。通常,该端接+5V电源; DIG0~DIG7:8个LED管的位驱动输出端; SA~SG:LED数码管的A段~G段的输出端; DP:小数点的驱动输出端; RC:外接振荡元件连接端,其中电阻的典型值为1.5kΩ电容的典型值为15pF。 HD7279A与微处理器仅需4条接口线,其中CS为片选信号(低电平有效)。DATA为串行数据端,当向HD7279A发送数据时,DATA为输入端;当HD7279A输出键盘代码时,DATA为输出端。CLK为数据串行传送的同步时钟输入端,时钟的上升沿表示数据有效。KEY为按键信号输出端,该端在无键按下时为高电平;而在有键按下时变为低电平,并一直保持到按键释放为止。 3 控制指令和接口时序 HD7279A的控制指令分为纯指令和带有数据的指令两大类,以下分别给予介绍。 3.1 纯指令 HD7279A控制指令中的纯指令有复位(清除)指令A4H、左移指令A1H和右移指令A0H。其中,复位(清除)指令A4H用于清除所有的显示,同时清除所有设置的字符消隐和闪烁等属性。执行该指令后,芯片所处的状态与系统上电后所处的状态一样。左移指令A1H可使所有的显示自右向左(从第1位向第8位)移动一位(包括处于消隐状态的显示位),但对各位所设置的消隐及闪烁属性不起作用。右移指令A0H与左移指令类似,但所做移动为自左向右(从第8位向第1位)移动,移动后,最左边一位为空。 3.2 带有数据的指令 带有数据的指令包括以下5种: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 0 0 a2 a1 a0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DP X X X d3 d2 d1 d0 (1)下载数据且按方式0译码 这种指令的格式为: 该命令由二字节组成,前半部分为指令,其中a2~a0为位地址,d0~d3为数据,收到此指令时,HD7279A将按照以下规则(译码方式0)进行译码。即: 0000:显示0 ; 1001:显示9 1010:显示 -; 1111:显示空白 (2)下载数据且按方式1译码 此指令与上一条指令基本相同,所不同的只是译码方式。该指令的译码方式为:d0~d3的值对应于0~9和A~F。格式如下: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 1 0 0 1 a2 a1 a0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DP X X X d3 d2 d1 d0 (3)下载数据但不译码 该指令的格式如下: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 1 0 a2 a1 a0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DP A B C D E F G 在该指令格式中,a2,a1,a0为位地址,A~G和DP为显示数据,分别对应7段LED数码管的各段。当相应的数据位为1时,该段点亮,否则,该段不亮。实际上,此指令是比较灵活的,设计时可以通过造字形表来显示用户所需的字符。 (4)闪烁控制88H 此命令用于控制各个数码管的闪烁属性,d1~d8分别对应数码管1~8。在相应的各位中0表示闪烁,1表示不闪烁。开机后的缺省状态为各位均不闪烁。具体指令格式如下: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 0 1 0 0 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 d8 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 (5)读键盘数据指令15H 该指令的格式如下: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 1 0 1 0 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 该指令主要用于从HD7279A读出当前的按键代码。与其它指令不同的是,此命令的前一个字节00010101B为微控制器传送到HD7279A的指令,而后一个字节d0~d7才是HD7279A返回的按键代码,该代码的具体范围是0~3FH(当无键按下时,为0xFF)。 当HD7279A检测到有效按键时,KEY引脚从高电平变为低电平,并一直保持到按键结束。在此期间,如果HD7279A接收到“读键盘数据指令”,则输出当前按键的键盘代码;而如果在接收到“读键盘指令”时没有有效按键被按下时,HD7279A则输出FFH(11111111B)。 3.3 串行接口时序 综上所述在HD7279A的指令结构类型中不带数据的纯指令的指令宽度为8BIT,即微处理器需发送8个CLK脉冲。而带有数据的指令宽度为16BIT,即微处理器需发送16个CLK脉冲。但其中的读取键盘数据指令宽度也是16BIT的前8个BIT为微处理器发送到HD7279A的指令,后8个BIT为HD7279A返回的键盘代码。执行此指令时,HD7279A的DATA端在第9个CLK脉冲的上升沿变为输出状态,并于第16个脉冲的下降沿恢复为输入状态,以等待接收下一个指令。图1是HD7229A的3种指令接口时序图。 图2 4 HD7279A的应用 4.1 硬件电路 HD7279A的典型应用电路如图2所示,使用时HD7279A应连接共阴式数码管,无需用到的键盘和数码管可以不连接。如果不用键盘,则典型电路图中连接到键盘的8只10kΩ电阻和8只100kΩ下拉电阻均可以省去。而如果使用键盘,则电路中的8只100kΩ下拉电阻则不能省略。除非不接入数码管,否则连接至DP及SA~SG的8只200Ω电阻也不能省去。 4.2 软件编程 通过下面的一些子程序可对键盘进行监视,并在有键按下时读取按键代码,以便调用显示程序将该键值显示在LED显示器上。在图2所示的接口电路中,HD7279A的外接振荡元件可使用典型值。AT89C51的晶振频率为6MHz。 如果将P1.0接到CS,P1.1接到CLK,P1.2接到DATA,而将P1.3接KEY,那么,其具体的软件程序代码如下: (1) 发送一字节子程序:(发送数存于A中) STFS: MOV R7,#08H LP1: RLC A MOV P1.2,C SETB P1.1 MOV R6#02H LP2: DJNZ R6, LP2 ;延时8μs CLR P1.1 MOV R6, #02H LP3:DJNZ R6,LP3 ;延时8μs DJNZ R7,LP1 RET (2)接收一字节子程序:(接收字符存于A中) STJS: MOV R7,#08H LP1:SETB P1.1 SETB P1.2 MOV R6,#02H LP2: DJNZ R6,LP2 ;延时8μs MOV C, P1.2 RLC A CLR P1.1 MOV R6,#01H LP3: DJNZ R6,LP3 ;延时 DJNZ R7,LP1 RET (3)显示程序(采用下载数据但不译码方式,其字形表由用户根据需要和硬件连线来确定,指令码为90~97): DTR: MOV R5,#05H MOV R0,#40H MOV R1,#95H LP1: CLR P1.0 (CS=0) MOV R6,#0CH LP2: DJNZ R6,LP2 ;延时50μs MOV A,R1 ACALL STFS ;发指令 MOV R6,#04H LP3: DJNZ R6,LP3 ;延时25μs MOV A,@R0 ADD A,#0DH MOVC A,@A+PC ACALL STFS ;发显示代码 MOV R6,#02H LP4: DJNZ R6,LP4 ;延时8μs SETB P1.0 ;CS=1 INC R0 DEC R1 DJNZ R5,LP1 RET TAB DB 7EH,30H,6DH,79H,33H,5BH,5FH,70H,7FH,7BH, DB 77H,1FH,4EH,3DH,4FH,47H,00H,67H (4) 读键值子程序:所读的键值保存在A、B单元中,其值与按键在键盘中的位置及硬件连线有关。 ST: ACALL KEY1 CJNE A,#0FFH,LP1 CLR 00H RET LP1: JB 00H,LP2 SETB 00H RET LP2: MOV B, #FFH RET KEY1:CLR P1.0 ;CS=0 MOV R6,#0CH LP1: DJNZ R6,LP1 ;延时50μs MOV A#15H ACALL STFS ;发指令 MOV R6,#06H LP2 DJNZ R6,LP2 ;延时25μs ACALL STJS ;读键值 MOV B, A SETB P1.0 ;CS=1 RET
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/others/200703/10252.html
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