HD7279A的原理與應(yīng)用

HD7279A硬件電路圖HD7279A是一種管理鍵盤和LED顯示器的專用智能控制芯片。它能對(duì)8位共陰極LED顯示器或64個(gè)LED發(fā)光管進(jìn)行管理和驅(qū)動(dòng)，同時(shí)能對(duì)多達(dá)8×8的鍵盤矩陣的按鍵情況進(jìn)行監(jiān)視，具有自動(dòng)消除鍵抖動(dòng)并識(shí)別按鍵代碼的功能，從而可以提高CPU工作的效率。HD7279A和微處理器之間采用串行接口，其接口電路和外圍電路簡(jiǎn)單，占用口線少，加之它具有較高的性能價(jià)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(lǐng)域中日益獲得廣泛的應(yīng)用。

一、 引腳說明與接口電路

279A的硬件電路如圖1所示，它共有28個(gè)引腳。 RC引腳用于連接HD7279A的外接振蕩元件，其典型值為R=1.5kΩ,C=15pF。RESET為復(fù)位端。該端由低電平變成高電平并保持25ms即復(fù)位結(jié)束。通常，該端接+5V即可。DIG0~DIG7分別為8個(gè)LED管的位驅(qū)動(dòng)輸出端。SA~SG分別為L(zhǎng)ED數(shù)碼管的A段~G段的輸出端。DP為小數(shù)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)輸出端。HD7279A片內(nèi)具有驅(qū)動(dòng)電路，它可以直接驅(qū)動(dòng)1英吋及以下的LED數(shù)碼管，使外圍電路變得簡(jiǎn)單可靠。 DIG0~DIG7和SA~SG同時(shí)還分別是64鍵盤的列線和行線端口，完成對(duì)鍵盤的監(jiān)視、譯碼和鍵碼的識(shí)別。在8×8陣列中每個(gè)鍵的鍵碼是用十六進(jìn)制表示的，可用讀鍵盤數(shù)據(jù)指令讀出，其范圍是00H~3FH。 HD7279與微處理器僅需4條接口線，其中CS為片選信號(hào)（低電平有效）。當(dāng)微處理器訪問HD7279A（讀鍵號(hào)或?qū)懼噶睿r(shí)，應(yīng)將片選端置為低電平。DATA為串行數(shù)據(jù)端，當(dāng)向HD7279A發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，DATA為輸入端；當(dāng)HD7279A輸出鍵盤代碼時(shí)，DATA為輸出端。CLK為數(shù)據(jù)串行傳送的同步時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘的上升沿表示數(shù)據(jù)有效。KEY為按鍵信號(hào)輸出端，在無鍵按下時(shí)為高電平；而有鍵按下時(shí)此引腳變?yōu)榈碗娖讲⑶乙恢北３值芥I釋放為止。 (圖1 HD7279A硬件電路圖)

二、 電特性

  表 1

三、 控制指令

1 HD7279A指令系統(tǒng)由6條純指令、7條帶數(shù)據(jù)指令和1條讀鍵盤指令組成。6條純指令為：

（1） 復(fù)位指令。指令代碼為A4H，其功能為清除所有顯示，包括字符消隱屬性和閃爍屬性。

（2） 測(cè)試指令。指令代碼為BFH，其功能為將所有的LED點(diǎn)亮并閃爍，可用于自檢。

（3） 左移指令。指令代碼為A1H，其功能為將所有的顯示左移1位，移位后，最右位空（無顯示），不改變消隱和閃爍屬性。

（4） 右移指令。指令代碼為A0H，其功能與左移指令相似，只是方向相反。

（5） 循環(huán)左移指令。指令代碼為A3H，其功能為將所有的顯示循環(huán)左移1位。移位后，最左位內(nèi)容移至最右位，不改變消隱和閃爍屬性。

（6） 循環(huán)右移指令。指令代碼為A2H，其功能與循環(huán)左移指令相似，只是方向相反。

2 帶數(shù)據(jù)指令均由雙字節(jié)組成，它們是：

（1） 按方式0譯碼下載指令

顯示位8為最高位，參見圖1。 第2字節(jié)為顯示內(nèi)容，其中DP為小數(shù)點(diǎn)控制位，DP=1，小數(shù)點(diǎn)顯示；DP=0，小數(shù)點(diǎn)熄滅。 d3 d2 d1 d0為數(shù)據(jù)，按方式0譯碼時(shí)數(shù)據(jù)和顯示的關(guān)系如下：

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該指令和按方式0譯碼下載指令的含義基本相同。按方式1譯碼時(shí)數(shù)據(jù)和顯示的關(guān)系如下：

XX:無影響。
該指令的作用是點(diǎn)亮某個(gè)LED數(shù)碼管中的某一段或64個(gè)LED發(fā)光管中的某一個(gè)。d0~d5的范圍是00H~3FH，所對(duì)應(yīng)的段如下：

XX:無影響。
該指令的作用是關(guān)閉某個(gè)數(shù)碼管中的某一段，其對(duì)應(yīng)關(guān)系同段點(diǎn)亮指令。

3? 讀取鍵盤指令：

該指令的作用是讀取當(dāng)前的鍵盤代碼。與其他帶數(shù)據(jù)的指令不同，它的第2個(gè)字節(jié)不是寫入HD7279A的數(shù)據(jù)，而是從HD7279A讀回的按鍵代碼。如前說述，當(dāng)有鍵按下時(shí)其范圍是00H~3FH；而無鍵按下時(shí)代碼是FFH。

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四、 時(shí)序

（1） 純指令時(shí)序：微處理器發(fā)出8個(gè)CLK脈沖，向HD7279A傳送8位指令。DATA引腳為高阻狀態(tài)，如圖2所示。

（2） 帶數(shù)據(jù)指令時(shí)序：微處理器發(fā)出16個(gè)CLK脈沖，前8個(gè)向HD7279A傳送8位指令；后8個(gè)向HD7279A傳送8位數(shù)據(jù)。DATA引腳為高阻狀態(tài)，如圖3所示。

（3） 讀鍵盤指令時(shí)序：微處理器發(fā)出16個(gè)CLK脈沖，前8個(gè)向HD7279A傳送8位指令， DATA引腳為高阻狀態(tài)；后8個(gè)由HD7279A向微處理器返回8位按鍵代碼，DATA引腳為輸出狀態(tài)。在最后1個(gè)CLK脈沖的下降沿DATA引腳恢復(fù)高阻狀態(tài)，如圖4所示。

五、 幾點(diǎn)說明

1?證正確的時(shí)序是HD7279A正常工作的前提條件。當(dāng)選定了HD7279A的振蕩元件RC和晶振之后，應(yīng)調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間,使時(shí)序中的T1~T8滿足表2所列要求。由表2所列的數(shù)值可知，HD7279A時(shí)序規(guī)定的時(shí)間范圍很寬，達(dá)10~50倍，很容易滿足，但為了提高微處理器訪問HD7279A的速度，在要求系統(tǒng)運(yùn)行速度較快時(shí)，應(yīng)仔細(xì)調(diào)試HD7279A的讀寫程序，使其運(yùn)行時(shí)間接近最短。

2 微處理器通過KEY引腳電平來判斷是否有鍵按下，在使用查詢方式管理鍵盤時(shí)，該引腳接至微處理器的1位I/O端口；如果使用中斷方式，該引腳應(yīng)接至微處理器的外部中斷輸入端。同時(shí)應(yīng)將該中斷觸發(fā)控制位設(shè)置成下降沿有效的邊沿觸發(fā)方式。若置成電平觸發(fā)方式，則應(yīng)注意在按鍵時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)可能引起的多次中斷問題。

3? HD7279A沒有提供組合鍵功能。如果某些場(chǎng)合確需雙鍵組合使用，可在微處理器某位I/O引腳接入一鍵,與HD7279A所連鍵盤共同組成雙鍵功能。

4? 圖1電路中有3種電阻：阻值為200Ω的電阻是限流電阻，用來限制LED數(shù)碼管的電流。在使用中不應(yīng)為了過分追求數(shù)碼管的亮度而任意減小其電阻值，以防HD7279A芯片過熱燒壞。阻值為100kΩ和10kΩ的電阻分別稱為下拉電阻和位選電阻，如果HD7279A僅用于顯示器管理,則這兩種電阻都可以去掉。

5? HD7279A的3,5,26腳均為空閑引腳，一律懸空。

六、 HD7279A與AT89C51的接口程序

這里以HD7279A與AT89C51的接口電路為例，給出1個(gè)包括純指令、帶數(shù)據(jù)指令和讀鍵盤指令的程序?qū)嵗Ｔ摮绦驅(qū)︽I盤進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)有鍵按下時(shí)讀取按鍵代碼并將其顯示在LED顯示器上。接口電路如圖5所示，其中HD7279A的外接振蕩元件使用典型值。AT89C51的晶振頻率為12MHz。

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接口程序?qū)嵗?
　 　 MOV　 P1,#0F9H;I/O口初始化
　 　 ACALL DEY25；等待25ms復(fù)位時(shí)間
　 　 MOV 　 029H,#0A4H;發(fā)復(fù)位指令
　 　 ACALL　 SEND
　 　 SETB 　 P1.0；置CS高電平
MAIN: JB P1.3, MAIN；檢測(cè)按鍵，無鍵按下等待
　 　 MOV 　 029H,#15H；發(fā)讀鍵盤指令
　 　 ACALL 　 SEND
　 　 ACALL　 RECE
　 　 SETB 　 P1,0；置CS高電平
　 　 MOV 　 B,#10；十六進(jìn)制鍵碼轉(zhuǎn)換成BCD碼， ;以備顯示
　 　 MOV 　 A,028H
　 　 DIV 　 AB
　 　 MOV 　 R1,A
　 　 MOV 　 029H,#0C9H；發(fā)送鍵碼的十位值，按 ;方式1譯碼下載顯示
　 　 ACALL 　 SEND
　 　 MOV 　 029H,R1
　 　 ACALL　 SEND
　 　 MOV 　 029H,#0C8H；發(fā)送鍵碼的個(gè)位值，按 ;方式1譯碼下載顯示
　 　 ACALL　 SEND
　 　 MOV 　 029H,B
　 　 ACALL 　 SEND
　 　 SETB 　 P1.0；置CS高電平
WAIT: JNB P1.3,WAIT
　 　 AJMP 　 MAIN
SEND: MOV R2,#08H；發(fā)送8位
　 　 CLR 　 P1.0
　 　 ACALL 　 DEY1；延時(shí)50μs（T1）
S_LOOP:MOV C,029H.7；輸出1位到HD7279A的 ;DATA端
　 　 MOV 　 P1.2,C
　 　 SETB 　 P1.1；置CLK高電平
　 　 MOV 　 A,029H；待發(fā)數(shù)據(jù)左移
　 　 RL 　 A
　 　 MOV 　 029H,A
　 　 ACALL 　 DEY2；延時(shí)8μs（T2）
　 　 CLR 　 P1.1；置CLK低電平
　 　 ACALL　 DEY2；延時(shí)8μs（T3）
　 　 DJNZ 　 R2,S_LOOP；檢測(cè)8位是否發(fā)送完畢
　 　 CLR 　 P1.2；發(fā)送完畢，DATA端置低，返回
　 　 RET 　
RESE: MOV R2,#08H；接收8位
　 　 SETB P1.2；DATA端置為高電平，輸入狀態(tài)
　 　 ACALL DEY1；延時(shí)50μs(T5)
R_LOOP:SETB P1.1；置CLK高電平
　 　 ACALL DEY2；延時(shí)8μs(T6)
　 　 MOV 028H,A
　 　 RL A；接收數(shù)據(jù)左移1位
　 　 MOV 028H,A
　 　 MOV C,P1.2；接收1位數(shù)據(jù)
　 　 MOV 028H.0,C
　 　 CLR P1.1；置CLK低電平
　 　 ACALL DEY2；延時(shí)8μs
　 　 DJNZ R2,R_LOOP；接收8位是否發(fā)送完畢
　 　 CLR P1.2；接收完畢，DATA端重新置成低電平（輸出狀態(tài)）
RET延時(shí)子程序略。MES

參考文獻(xiàn)
1 何立民?MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990
2 王幸之?單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000