可編程數碼芯片管理論文

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摘要：HA7279A是一種智能鍵盤和LED專用控制芯片，它帶有串行接口，可同時驅動8位共陰式數碼管或64只獨立LED。文中詳述了該芯片的工作原理、工作時序及控制指令，給出了HD7279A與CPU的實際接口電路及設計程序，同時指出了實際應用中的一些注意事項。

關鍵詞：HD7279A；工作時序；接口電路

1主要特性

HD7279A是比高公司生產的單片具有串行接口、可同時驅動8位共陰式數碼管（或64只獨立LED）的智能顯示驅動芯片，該芯片同時可連接多達64鍵的鍵盤矩陣，一片即可完成LED顯示及鍵盤接口的全部功能。HD7279A和微處理器之間采用串行接口，其接口和外圍電路比較簡單，且占用口線少，加之它具有較高的性能價格比，因此，在微型控制器、智能儀表、控制面板和家用電器等領域獲得了日益廣泛的應用。

HD7279A的主要特點如下：

●帶有串行接口，無需外圍元件便可直接驅動LED；

●各位可獨立控制譯碼／不譯碼、消隱和閃爍等屬性；

●具有（循環）左移／（循環）右移指令；

●具有段尋址指令，可方便地用來控制獨立的LED顯示管；

●64鍵鍵盤控制器內含去抖動電路。

2引腳說明

HD7279A一共有28個引腳，各引腳的主要功能如下：

RESET：復位端。當該端由低電平變成高電平，并保持25ms后，復位過程結束。通常，該端接＋5V電源；

DIG0～DIG7：8個LED管的位驅動輸出端；

SA～SG：LED數碼管的A段～G段的輸出端；

DP：小數點的驅動輸出端；

RC：外接振蕩元件連接端，其中電阻的典型值為1．5kΩ電容的典型值為15pF。

HD7279A與微處理器僅需4條接口線，其中CS為片選信號（低電平有效）。DATA為串行數據端，當向HD7279A發送數據時，DATA為輸入端；當HD7279A輸出鍵盤代碼時，DATA為輸出端。CLK為數據串行傳送的同步時鐘輸入端，時鐘的上升沿表示數據有效。KEY為按鍵信號輸出端，該端在無鍵按下時為高電平；而在有鍵按下時變為低電平，并一直保持到按鍵釋放為止。

3控制指令和接口時序

HD7279A的控制指令分為純指令和帶有數據的指令兩大類，以下分別給予介紹。

3．1純指令

HD7279A控制指令中的純指令有復位（清除）指令A4H、左移指令A1H和右移指令A0H。其中，復位（清除）指令A4H用于清除所有的顯示，同時清除所有設置的字符消隱和閃爍等屬性。執行該指令后，芯片所處的狀態與系統上電后所處的狀態一樣。左移指令A1H可使所有的顯示自右向左（從第1位向第8位）移動一位（包括處于消隱狀態的顯示位），但對各位所設置的消隱及閃爍屬性不起作用。右移指令A0H與左移指令類似，但所做移動為自左向右（從第8位向第1位）移動，移動后，最左邊一位為空。

3．2帶有數據的指令

帶有數據的指令包括以下5種：

D7D6D5D4D3D2D1D0

10000a2a1a0

D7D6D5D4D3D2D1D0

DPXXXd3d2d1d0

(1）下載數據且按方式0譯碼

這種指令的格式為：

該命令由二字節組成，前半部分為指令，其中a2～a0為位地址，d0～d3為數據，收到此指令時，HD7279A將按照以下規則（譯碼方式0）進行譯碼。即：

0000：顯示0；1001：顯示9

1010：顯示－；1111：顯示空白

(2）下載數據且按方式1譯碼

此指令與上一條指令基本相同，所不同的只是譯碼方式。該指令的譯碼方式為：d0～d3的值對應于0～9和A～F。格式如下:

D7D6D5D4D3D2D1D0

11001a2a1a0

D7D6D5D4D3D2D1D0

DPXXXd3d2d1d0

(3）下載數據但不譯碼

該指令的格式如下：

D7D6D5D4D3D2D1D0

10010a2a1a0

D7D6D5D4D3D2D1D0

DPABCDEFG

在該指令格式中，a2，a1，a0為位地址，A～G和DP為顯示數據，分別對應7段LED數碼管的各段。當相應的數據位為1時，該段點亮，否則，該段不亮。實際上，此指令是比較靈活的，設計時可以通過造字形表來顯示用戶所需的字符。

（4)閃爍控制88H

此命令用于控制各個數碼管的閃爍屬性，d1～d8分別對應數碼管1～8。在相應的各位中0表示閃爍，1表示不閃爍。開機后的缺省狀態為各位均不閃爍。具體指令格式如下:

D7D6D5D4D3D2D1D0

10001000

D7D6D5D4D3D2D1D0

d8d7d6d5d4d3d2d1

(5)讀鍵盤數據指令15H

該指令的格式如下：

D7D6D5D4D3D2D1D0

00010101

D7D6D5D4D3D2D1D0

d7d6d5d4d3d2d1d0

該指令主要用于從HD7279A讀出當前的按鍵代碼。與其它指令不同的是，此命令的前一個字節00010101B為微控制器傳送到HD7279A的指令，而后一個字節d0～d7才是HD7279A返回的按鍵代碼，該代碼的具體范圍是0～3FH（當無鍵按下時，為0xFF）。

當HD7279A檢測到有效按鍵時，KEY引腳從高電平變為低電平，并一直保持到按鍵結束。在此期間，如果HD7279A接收到“讀鍵盤數據指令”，則輸出當前按鍵的鍵盤代碼；而如果在接收到“讀鍵盤指令”時沒有有效按鍵被按下時，HD7279A則輸出FFH（11111111B）。

3．3串行接口時序

綜上所述在HD7279A的指令結構類型中不帶數據的純指令的指令寬度為8BIT，即微處理器需發送8個CLK脈沖。而帶有數據的指令寬度為16BIT，即微處理器需發送16個CLK脈沖。但其中的讀取鍵盤數據指令寬度也是16BIT的前8個BIT為微處理器發送到HD7279A的指令，后8個BIT為HD7279A返回的鍵盤代碼。執行此指令時，HD7279A的DATA端在第9個CLK脈沖的上升沿變為輸出狀態，并于第16個脈沖的下降沿恢復為輸入狀態，以等待接收下一個指令。圖1是HD7229A的3種指令接口時序圖。

圖2

4HD7279A的應用

4．1硬件電路

HD7279A的典型應用電路如圖2所示，使用時HD7279A應連接共陰式數碼管，無需用到的鍵盤和數碼管可以不連接。如果不用鍵盤，則典型電路圖中連接到鍵盤的8只10kΩ電阻和8只100kΩ下拉電阻均可以省去。而如果使用鍵盤，則電路中的8只100kΩ下拉電阻則不能省略。除非不接入數碼管，否則連接至DP及SA～SG的8只200Ω電阻也不能省去。

4．2軟件編程

通過下面的一些子程序可對鍵盤進行監視，并在有鍵按下時讀取按鍵代碼，以便調用顯示程序將該鍵值顯示在LED顯示器上。在圖2所示的接口電路中，HD7279A的外接振蕩元件可使用典型值。AT89C51的晶振頻率為6MHz。

如果將P1．0接到CS，P1．1接到CLK，P1．2接到DATA，而將P1．3接KEY，那么，其具體的軟件程序代碼如下：

（1)發送一字節子程序：（發送數存于A中)

STFS：MOVR7，＃08H

LP1：RLCA

MOVP1．2，C

SETBP1．1

MOVR6＃02H

LP2：DJNZR6，LP2；延時8μs

CLRP1．1

MOVR6，＃02H

LP3：DJNZR6,LP3；延時8μs

DJNZR7,LP1

RET

(2）接收一字節子程序：（接收字符存于A中）

STJS:MOVR7,＃08H

LP1：SETBP1．1

SETBP1．2

MOVR6,＃02H

LP2:DJNZR6,LP2；延時8μs

MOVC，P1．2

RLCA

CLRP1．1

MOVR6，＃01H

LP3：DJNZR6,LP3；延時

DJNZR7,LP1

RET

（3）顯示程序（采用下載數據但不譯碼方式，其字形表由用戶根據需要和硬件連線來確定，指令碼為90～97）：

DTR:MOVR5，＃05H

MOVR0，＃40H

MOVR1，＃95H

LP1：CLRP1．0（CS＝0）

MOVR6,＃0CH

LP2:DJNZR6，LP2；延時50μs

MOVA，R1

ACALLSTFS；發指令

MOVR6，＃04H

LP3：DJNZR6,LP3；延時25μs

MOVA,＠R0

ADDA,＃0DH

MOVCA,＠A＋PC

ACALLSTFS；發顯示代碼

MOVR6,＃02H

LP4:DJNZR6，LP4；延時8μs

SETBP1．0；CS＝1

INCR0

DECR1

DJNZR5，LP1

RET

TABDB7EH，30H，6DH，79H，33H，5BH，5FH，70H，7FH，7BH，

DB77H，1FH，4EH，3DH，4FH，47H，00H，67H

（4)讀鍵值子程序：所讀的鍵值保存在A、B單元中，其值與按鍵在鍵盤中的位置及硬件連線有關。

ST：ACALLKEY1

CJNEA,＃0FFH,LP1

CLR00H

RET

LP1:JB00H，LP2

SETB00H

RET

LP2：MOVB,＃FFH

RET

KEY1:CLRP1．0；CS＝0

MOVR6，＃0CH

LP1：DJNZR6,LP1；延時50μs

MOVA＃15H

ACALLSTFS；發指令

MOVR6,＃06H

LP2DJNZR6,LP2；延時25μs

ACALLSTJS；讀鍵值

MOVB,A

SETBP1．0；CS＝1

RET