可编程数码芯片管理论文

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：

D7D6D5D4D3D2D1D0

10000a2a1a0

D7D6D5D4D3D2D1D0

DPXXXd3d2d1d0

(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:

D7D6D5D4D3D2D1D0

11001a2a1a0

D7D6D5D4D3D2D1D0

DPXXXd3d2d1d0

(3）下载数据但不译码

该指令的格式如下：

D7D6D5D4D3D2D1D0

10010a2a1a0

D7D6D5D4D3D2D1D0

DPABCDEFG

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:

D7D6D5D4D3D2D1D0

10001000

D7D6D5D4D3D2D1D0

d8d7d6d5d4d3d2d1

(5)读键盘数据指令15H

该指令的格式如下：

D7D6D5D4D3D2D1D0

00010101

D7D6D5D4D3D2D1D0

d7d6d5d4d3d2d1d0

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

4HD7279A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：MOVR7，＃08H

LP1：RLCA

MOVP1．2，C

SETBP1．1

MOVR6＃02H

LP2：DJNZR6，LP2；延时8μs

CLRP1．1

MOVR6，＃02H

LP3：DJNZR6,LP3；延时8μs

DJNZR7,LP1

RET

(2）接收一字节子程序：（接收字符存于A中）

STJS:MOVR7,＃08H

LP1：SETBP1．1

SETBP1．2

MOVR6,＃02H

LP2:DJNZR6,LP2；延时8μs

MOVC，P1．2

RLCA

CLRP1．1

MOVR6，＃01H

LP3：DJNZR6,LP3；延时

DJNZR7,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:MOVR5，＃05H

MOVR0，＃40H

MOVR1，＃95H

LP1：CLRP1．0（CS＝0）

MOVR6,＃0CH

LP2:DJNZR6，LP2；延时50μs

MOVA，R1

ACALLSTFS；发指令

MOVR6，＃04H

LP3：DJNZR6,LP3；延时25μs

MOVA,＠R0

ADDA,＃0DH

MOVCA,＠A＋PC

ACALLSTFS；发显示代码

MOVR6,＃02H

LP4:DJNZR6，LP4；延时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)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：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；延时50μs

MOVA＃15H

ACALLSTFS；发指令

MOVR6,＃06H

LP2DJNZR6,LP2；延时25μs

ACALLSTJS；读键值

MOVB,A

SETBP1．0；CS＝1

RET