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數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描控制器CH451及其應(yīng)用

時(shí)間:2024-06-25 11:04:30 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描控制器CH451及其應(yīng)用

摘要:介紹一種新型的鍵盤顯示驅(qū)動(dòng)芯片CH451的性能特點(diǎn)和工作原理,給出了CH451鍵盤顯示驅(qū)動(dòng)芯片與MCS-51單片機(jī)的接口方法與相應(yīng)的軟件驅(qū)動(dòng)程序。

單片機(jī)在開發(fā)過程中,常常會(huì)因?yàn)橘Y源不足而不得不大量擴(kuò)展接口芯片以滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需要,其中原因之一是人機(jī)界面中的鍵盤顯示占用了系統(tǒng)太多資源,從而造成系統(tǒng)龐大,同時(shí)降低了系統(tǒng)的可靠性。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,鍵盤顯示通?刹捎靡韵聨追N方式:

(1)采用并行接口的鍵盤顯示專用芯片8279。但8279所需外圍元件多(顯示驅(qū)動(dòng)、譯碼等)、占用電路板面積大、綜合成本高,在中小系統(tǒng)中常常大材小用;

(2)采用通用并行I/O芯片擴(kuò)展(如用8155等),但此方案同樣需要驅(qū)動(dòng)顯示,同時(shí)鍵盤顯示掃描還需占用CPU大量時(shí)間;

(3)采用專用顯示控制器,并用CPU的I/O引腳完成鍵盤輸入(如MC14499、PS7219、MAX7219、ICM7218、TLC5921等,大多是串行接口并有顯示驅(qū)動(dòng)能力,I/O占用少)。這種接口方式省去了顯示的掃描,而且電路大多也很簡單,通常在系統(tǒng)需要的按鍵較少時(shí)比較適用;

(4)采用帶I2C總線的鍵盤顯示芯片(如顯示用SAA1064,鍵盤用PCF8574),不過這種方式對于無I2C總線接口的CPU來說,編程顯得有些不便;

(5)采用串行接口的鍵盤顯示專用芯片,如BC7280/81、HD7279、CH451等。這類芯片占用CPU的資源少,傳輸速度較快,外圍器件要求也較少,在中小系統(tǒng)中都可得到廣泛的應(yīng)用。BC7280/81與HD7279中已有介紹,本文著重介紹CH451的主要特性及接口應(yīng)用方法。

1 CH451的功能與引腳介紹

CH451是一個(gè)整合了數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描控制以及μP監(jiān)控的多功能外圍芯片。CH451內(nèi)置RC振蕩電路,可以直接動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管或者64位LED,具有BCD譯碼或不譯碼功能,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)、各數(shù)字獨(dú)立閃爍等控制功能。CH451內(nèi)置大電流驅(qū)動(dòng)級,段電流不小于30mA,字電流不小于160mA,并有16 級亮度控制功能;在鍵盤控制方面,該器件內(nèi)置64鍵鍵盤控制器,可實(shí)現(xiàn)8×8矩陣鍵盤掃描,并內(nèi)置去抖動(dòng)電路,可提供按鍵中斷與按鍵釋放標(biāo)志位等功能;在外部接口方面,CH451可選擇簡潔的1線串行接口或高速4線串行接口,且內(nèi)置上電復(fù)位,可提供高電平有效復(fù)位和低電平有效復(fù)位兩種輸出,同時(shí)內(nèi)置看門狗電路Watch-Dog。CH451提供有28引腳的DIP28與SOP28封裝以及DIP24S封裝形式,28腳與24腳在功能上稍有差別,它們的引腳定義見表1所列。

表1 CH451的引腳說明

28腳引腳號24腳引腳號引腳名稱類 型

引 腳 說 明

232VCC電源正電源,持續(xù)電流不小于200mA915GND電源接地,持續(xù)電流不小于200mA254LOAD輸入4線串行接口的數(shù)據(jù)加協(xié),帶上拉265DIN輸入4線串行接口的數(shù)據(jù)輸入,帶上拉276DCLK輸入串行接口聽數(shù)據(jù)時(shí)鐘,帶上拉,可同時(shí)用于看門狗的清除輸入243DOUT輸出串行接口的數(shù)據(jù)輸出鍵盤中斷22~151、24~18DIG7~SEG0三態(tài)輸出及輸入數(shù)碼管的段驅(qū)動(dòng),高電平有效,鍵盤掃描輸入,高電平有效,帶下拉1~87~14DIG7~DIG0輸出數(shù)碼管的字驅(qū)動(dòng),低電平有效,鍵盤掃描輸入,高電平有效,帶下拉12不支持RST輸出上電復(fù)位和看門狗復(fù)位,高電平有效13不支持RST輸出上電復(fù)位和看門狗復(fù)位,低電平有效28不支持RSTI輸入上電復(fù)位門限調(diào)整或手工復(fù)位輸入14不支持ADJ輸入段電流上限調(diào)整,帶強(qiáng)下拉10不支持CLK輸入外接阻容振蕩11不支持CLKO輸出CLK引腳時(shí)鐘信號的二分頻輸出 17NC 不連接,禁止使用

2。茫龋矗担钡牟僮髅

CH451的操作命令均為12位,其中高4位為標(biāo)識碼,低8位為參數(shù),各操作命令如下:

●空操作:0000xxxxxxxxB(x可為任意值,下同)

空操作命令對CH451不產(chǎn)生任何影響。該命令可以在多個(gè)CH451級聯(lián)的應(yīng)用中透過前級CH451向后級CH451發(fā)送操作命令而不影響前級CH451的狀態(tài)。例如,要將操作命令001000000001B發(fā)送給兩級級聯(lián)電路中的后級CH451(后級CH451的DIN引腳連接到前級CH451的DOUT引腳),只要在該操作命令后添加空操作命令000000000000B再發(fā)送,那么,該操作命令將經(jīng)過前級CH451到達(dá)后級CH451,而空操作命令留給了前級CH451。另外,為了在不影響CH451的前提下變化DCLK以清除看門狗計(jì)時(shí)器,也可以發(fā)送空操作命令。在非級聯(lián)的應(yīng)用中,空操作命令可只發(fā)送高4位。

● 芯片內(nèi)部復(fù)位:001000000001B

內(nèi)部復(fù)位命令可將CH451的各個(gè)寄存器和各種參數(shù)復(fù)位到默認(rèn)的狀態(tài)。芯片上電時(shí),CH451均被復(fù)位,此時(shí)各個(gè)寄存器均復(fù)位為0,各種參數(shù)均恢復(fù)為默認(rèn)值。

● 字?jǐn)?shù)據(jù)移位:0011000000[D1][D0]B

字?jǐn)?shù)據(jù)移位命令共有4個(gè):開環(huán)左移、右移,閉環(huán)左移、右移。D0為0時(shí)為開環(huán),為1時(shí)為閉環(huán),D1為0時(shí)左移,為1時(shí)為右移。開環(huán)左移時(shí)?DIG0引腳對應(yīng)的單元補(bǔ)00H,此時(shí)不譯碼方式顯示為空格,BCD譯碼方式時(shí)顯示為0;開環(huán)右移

數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描控制器CH451及其應(yīng)用

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