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

摘要：介紹一種新型的鍵盤(pán)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(pán)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(kāi)發(fā)過(guò)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(mǎn)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(pán)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(pán)顯示通�？刹捎靡韵聨追N方式：

(１)采用并行接口的鍵盤(pán)顯示專(zhuān)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(pán)顯示掃描還需占用ＣＰＵ大量時(shí)間；

(３)采用專(zhuān)用顯示控制器，并用ＣＰＵ的Ｉ／Ｏ引腳完成鍵盤(pán)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(jiǎn)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(xiàn)的鍵盤(pán)顯示芯片（如顯示用ＳＡＡ１０６４，鍵盤(pán)用ＰＣＦ８５７４），不過(guò)這種方式對(duì)于無(wú)Ｉ２Ｃ總線(xiàn)接口的ＣＰＵ來(lái)說(shuō)，編程顯得有些不便；

(５)采用串行接口的鍵盤(pán)顯示專(zhuān)用芯片，如ＢＣ７２８０／８１、ＨＤ７２７９、ＣＨ４５１等。這類(lèi)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(pán)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(jí)，段電流不小于３０ｍＡ，字電流不小于１６０ｍＡ，并有１６ 級(jí)亮度控制功能；在鍵盤(pán)控制方面，該器件內(nèi)置６４鍵鍵盤(pán)控制器，可實(shí)現(xiàn)８×８矩陣鍵盤(pán)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(jiǎn)潔的１線(xiàn)串行接口或高速４線(xiàn)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(mén)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(jiàn)表１所列。

表1 CH451的引腳說(shuō)明

28腳引腳號(hào)24腳引腳號(hào)引腳名稱(chēng)類(lèi) 型

引 腳 說(shuō) 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(xiàn)串行接口的數(shù)據(jù)加協(xié)，帶上拉265DIN輸入4線(xiàn)串行接口的數(shù)據(jù)輸入，帶上拉276DCLK輸入串行接口聽(tīng)數(shù)據(jù)時(shí)鐘，帶上拉，可同時(shí)用于看門(mén)狗的清除輸入243DOUT輸出串行接口的數(shù)據(jù)輸出鍵盤(pán)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(pán)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(pán)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(mén)狗復(fù)位，高電平有效13不支持RST輸出上電復(fù)位和看門(mén)狗復(fù)位，低電平有效28不支持RSTI輸入上電復(fù)位門(mén)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(hào)的二分頻輸出　17NC　不連接，禁止使用

２　ＣＨ４５１的操作命令

ＣＨ４５１的操作命令均為１２位，其中高４位為標(biāo)識(shí)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(duì)ＣＨ４５１不產(chǎn)生任何影響。該命令可以在多個(gè)ＣＨ４５１級(jí)聯(lián)的應(yīng)用中透過(guò)前級(jí)ＣＨ４５１向后級(jí)ＣＨ４５１發(fā)送操作命令而不影響前級(jí)ＣＨ４５１的狀態(tài)。例如，要將操作命令００１００００００００１Ｂ發(fā)送給兩級(jí)級(jí)聯(lián)電路中的后級(jí)ＣＨ４５１（后級(jí)ＣＨ４５１的ＤＩＮ引腳連接到前級(jí)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(guò)前級(jí)ＣＨ４５１到達(dá)后級(jí)ＣＨ４５１，而空操作命令留給了前級(jí)ＣＨ４５１。另外，為了在不影響ＣＨ４５１的前提下變化ＤＣＬＫ以清除看門(mén)狗計(jì)時(shí)器，也可以發(fā)送空操作命令。在非級(jí)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(kāi)環(huán)左移、右移，閉環(huán)左移、右移。Ｄ０為０時(shí)為開(kāi)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(kāi)環(huán)左移時(shí)?ＤＩＧ０引腳對(duì)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(kāi)環(huán)右移

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