鍵盤顯示專用器件HD7279A的接口設(shè)計(jì)
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傳統(tǒng)的鍵盤顯示驅(qū)動(dòng)器件(如INTEL8279)通常采用并行接口，占用單片機(jī)至少10個(gè)I/0端口，因此該鍵盤顯示驅(qū)動(dòng)器不適用于單片機(jī)資源緊張的應(yīng)用。而改進(jìn)的采用SPI(Serial PeripIleral Interface)串行總線的ZLG7289器件與采用I2C(Intel IC Bus)串行總線的ZLG7290器件均須接入獨(dú)立的晶體振蕩器才能工作，不能直接支持RC振蕩器電路，復(fù)位端必須接RC復(fù)位電路才使器件可靠復(fù)位，且片選端CS一般不可直接接地，否則顯示可能出現(xiàn)閃爍，軟件延時(shí)調(diào)試比較困難。而鍵盤顯示驅(qū)動(dòng)專用器件HD7279A則不存在這樣的問題，能夠穩(wěn)定可靠工作，外圍電路簡單，可廣泛應(yīng)用于儀器儀表、工業(yè)控制器、條形顯示器、控制面板等。這里給出了HD7279A接口的典型應(yīng)用設(shè)計(jì)。
2 HD7279A簡介
HD7279A是一款具有簡單SPI串行接口的器件，可直接驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼管(或64個(gè)獨(dú)立的LED)，管理多達(dá)64鍵鍵盤，單片即可完成LED顯示和鍵盤接口的全部功能，大大簡化電路設(shè)計(jì)，占用單片機(jī)資源極少(最少2線)，完全免調(diào)試，外圍電路更簡單。HD7279A內(nèi)部含有譯碼器可直接接收BCD碼或16進(jìn)制碼，也可不譯碼，并同時(shí)具有兩種譯碼方式。此外，該器件還具有多種控制指令，諸如消隱，閃爍，左移，右移和段尋址等，顯示控制方式靈活，其段尋址能力可用于獨(dú)立的LED顯示或信息指示燈控制。圖l為HD729A的引腳配置，其各引腳功能描述如表1所列。HD7279A具有片選信號，可方便實(shí)現(xiàn)高于8位的顯示或高于64鍵的鍵盤接口，采用多片級聯(lián)，對片選信號進(jìn)行譯碼即可實(shí)現(xiàn)。當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)中只有一片HD7279A時(shí)，片選端CS可直接接地，圖2為其典型應(yīng)用電路。
應(yīng)用中，未用的鍵盤或LED數(shù)碼管均可省去，而且互不影響。如果不用鍵盤，典型電路中8只10 kΩ位選電阻和8只100 kΩ下拉電阻均可省去，如果僅接下一個(gè)按鍵，則8只100 kΩ下拉電阻必須全部連接。除非不接LED，否則8只200 Ω限流電阻均不能省去。外接RC振蕩電路的典型值為：R=1．5 kΩ，C=15 pF。下拉電阻與位選電阻的阻值應(yīng)遵循一定的比例關(guān)系。在不影響顯示的情況下，下拉電阻應(yīng)盡可能小，大大提高鍵盤抗干擾能力。驅(qū)動(dòng)大功率的LED時(shí)需增加驅(qū)動(dòng)電路，或盡量采用高亮度LED以簡化設(shè)計(jì)。復(fù)位端RESET也可由單片機(jī)直接控制以增加可靠性，但需占用單片機(jī)資源，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求選擇最佳連接方式。因?yàn)镠D7279A采用動(dòng)態(tài)掃描方式，一般電流較大．故須在靠近電源端并聯(lián)去耦電容以減少于擾，該電容典型值為100μF。
3 HD7279A的工作原理
HD7279A最顯著的優(yōu)點(diǎn)是與單片機(jī)的接口簡單，最多只需5條連接線，分別是復(fù)位端RESET，片選輸入端CS，同步時(shí)鐘輸入端CLK，數(shù)據(jù)輸入輸出端DATA和按鍵有效輸出端KEY。在一般應(yīng)用系統(tǒng)中，RESET可直接接電源，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)中只有一片HD7279A器件時(shí)，CS也可以直接接地，此時(shí)只需占用3條單片機(jī)的I／O端口線，如果應(yīng)用系統(tǒng)中沒有鍵盤，僅具有顯示功能，或者即使有鍵盤，但單片機(jī)軟件任務(wù)不復(fù)雜，均可不接KEY線，使用定時(shí)讀取鍵盤鍵值代碼的方法，則此時(shí)只需占用2條單片機(jī)的I/0端口線。
HD7279A與單片機(jī)采用SPI串行接口方式連接，共有3種類型16條命令格式，即不帶數(shù)據(jù)的純指令，帶數(shù)據(jù)的指令和讀鍵盤鍵值代碼指令。
(1)復(fù)位(清除)指令A(yù)4H 該指令清除所有顯示，所有設(shè)置的字符消隱、閃爍等屬性也一并清除，實(shí)際上電和系統(tǒng)上電初始化后所處狀態(tài)完全相同，相當(dāng)于初始化命令。該指令為純指令。
(2)下載數(shù)據(jù)且按方式0譯碼指令該指令第一字節(jié)數(shù)據(jù)是命令，其中a2，al，a0是8位LED的某一位的二進(jìn)制編碼。第二字節(jié)數(shù)據(jù)(D0~D7)的第D7位DP表示是否顯示LED的小數(shù)點(diǎn)，DP=l顯示，否則不顯示；D6～D7是X位，是無關(guān)位；D3~D0分別為d3，d2，d1，dO，這4位按照方式0譯碼規(guī)則在該位LED顯示某個(gè)數(shù)字(0~9)或符號(H，E，L，P，一，空)。
(3)讀鍵盤鍵值代碼指令15H該指令讀取鍵盤鍵值代碼，第一字節(jié)數(shù)據(jù)D7～D0是從單片機(jī)流向HD7279A的命令，第二字節(jié)數(shù)據(jù)D7~D0是從HD7279A流向單片機(jī)的鍵值代碼，其值的范圍是OOH～3FH：共64個(gè)，無有效按鍵時(shí)讀出的鍵值代碼是0FFH。其余指令均與上述3條指令類似。圖3為SIP／串行接口時(shí)序。
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