2 HD7279A簡(jiǎn)介
    HD7279A是一款具有簡(jiǎn)單SPI串行接口" title="串行接口">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(pán)，單片即可完成LED顯示和鍵盤(pán)接口的全部功能,，大大簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì),，占用單片機(jī)資源極少(最少2線(xiàn))，完全免調(diào)試,，外圍電路更簡(jiǎn)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(hào),，可方便實(shí)現(xiàn)高于8位的顯示或高于64鍵的鍵盤(pán)接口,，采用多片級(jí)聯(lián)，對(duì)片選信號(hào)進(jìn)行譯碼即可實(shí)現(xiàn),。當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)" title="應(yīng)用系統(tǒng)">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(pán)或LED數(shù)碼管均可省去，而且互不影響,。如果不用鍵盤(pán),，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(pán)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(jiǎn)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(jiǎn)單，最多只需5條連接線(xiàn),，分別是復(fù)位端RESET,，片選輸入端CS，同步時(shí)鐘" title="同步時(shí)鐘">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(xiàn),，如果應(yīng)用系統(tǒng)中沒(méi)有鍵盤(pán)，僅具有顯示功能,，或者即使有鍵盤(pán),，但單片機(jī)軟件任務(wù)不復(fù)雜，均可不接KEY線(xiàn),，使用定時(shí)讀取鍵盤(pán)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(xiàn)。

    HD7279A與單片機(jī)采用SPI串行接口方式連接,，共有3種類(lèi)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(pán)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(wú)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(hào)(H,，E，L,，P,，一，空),。
    (3)讀鍵盤(pán)鍵值代碼指令15H該指令讀取鍵盤(pán)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(wú)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(lèi)似,。圖3為SIP／串行接口時(shí)序,。

4 HD7279A典型應(yīng)用
4．1 硬件設(shè)計(jì)
    以基于單片機(jī)的醫(yī)療設(shè)備控制系統(tǒng)中的鍵盤(pán)顯示模塊" title="顯示模塊">顯示模塊為例，該模塊中HD7279A器件與單片機(jī)AT89C52只有3條線(xiàn)相連,，如圖4所示,，其中3引腳插座J1是單片機(jī)AT89C52與HD7279A的連接線(xiàn)．占用單片機(jī)的3條I／0端口線(xiàn)：P1．7／CLK是單片機(jī)產(chǎn)生的控制同步時(shí)鐘，P1．6／CS是HD7279A的片選線(xiàn),；P1．5/DATA是命令數(shù)據(jù)輸出／輸入線(xiàn),。鍵盤(pán)中斷線(xiàn)KEY懸空，CS端由單片機(jī)控制是基于省電考慮,，也可接地,。HD7279A器件控制4個(gè)LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，并監(jiān)測(cè)16鍵鍵盤(pán),。CLK時(shí)鐘頻率約100 kHz,，由單片機(jī)編程延時(shí)決定,。在CLK的同步時(shí)鐘作用下，控制命令,、顯示數(shù)據(jù)以及采用查詢(xún)方式讀取鍵盤(pán)鍵值代碼數(shù)據(jù)等均由DATA端輸入／輸出,。采用查詢(xún)方式讀取鍵值代碼可節(jié)省一條單片機(jī)的I／0端口線(xiàn)，但需占用較多軟件資源,，由于該實(shí)例中單片機(jī)的任務(wù)并不復(fù)雜,，因此每間隔30 ms讀取一次鍵值代碼。
    圖4中DIG4～DIG7既是4位共陰式數(shù)碼管位選控制線(xiàn),，又是鍵盤(pán)列掃描線(xiàn),。SSA~SSG,SDP共8條線(xiàn)是4位數(shù)碼管的段選控制線(xiàn)，分別通過(guò)200Ω的限流電阻與HD7279A器件的SA～SG,，DP相連接,，其中SSD~SSG同時(shí)為鍵盤(pán)的行掃描線(xiàn)。排電阻RX1是8×lO kΩ的下拉電阻,，不可省去,。連接到HD7279A器件RC端的振蕩電路中，電阻R13=1．5 kΩ,，電容C2=15 pF都是必須的,，且R13在1~2 kΩ的阻值范同內(nèi)變化，C2在10P～20 pF范圍內(nèi)變化時(shí),，該電路均能穩(wěn)定工作,，而在此范圍之外有可能導(dǎo)致LED意外閃爍或響應(yīng)鍵盤(pán)不靈敏，需要注意的是R13與C2必須盡量靠近HD7279A器件的RC端放置,，以防止相互干擾,。Cl=100μF，為濾波電容,，有利于降低LED大電流工作對(duì)電源的沖擊,。LDl~LD4選用4位獨(dú)立共陰式高亮度數(shù)碼管LED，HD7279A采用動(dòng)態(tài)掃描方式控制LED的顯示,，因此應(yīng)該將4位不顯示位全部消隱，進(jìn)一步提高亮度,。為了使4位LED全亮并保證足夠的亮度,，整個(gè)顯示模塊的工作電流降低到50 mA，可以將8個(gè)限流電阻增大到250~270Ω,。需要注意的是HD7279A不具有雙鍵鎖定功能,，因此在需要雙鍵鎖定功能的應(yīng)用場(chǎng)合，可利用另外的單片機(jī)的I／O線(xiàn)與HD7279A器件聯(lián)合判定,。

    由于HD7279A與單片機(jī)采用串行接口(最少2線(xiàn)),，對(duì)鍵盤(pán)的行列監(jiān)控掃描線(xiàn)與顯示控制的位選段選線(xiàn)共用,，外圍元件少，元件取值范圍較寬,，工作電流較小,，工作穩(wěn)定可靠，因此接口電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單簡(jiǎn)潔,，操作方便,，性?xún)r(jià)比極高。
4．2 軟件設(shè)計(jì)
    針對(duì)圖4中的鍵盤(pán)顯示模塊,，給出了圖5所示的軟件編程流程圖,。常規(guī)任務(wù)是指單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)需要執(zhí)行的其他任務(wù)，一次執(zhí)行時(shí)間不超過(guò)20 ms,；顯示任務(wù)是指單片機(jī)發(fā)送給HD7279A器件的顯示或控制命令,，執(zhí)行時(shí)間不超過(guò)5 ms；鍵盤(pán)一次按下保持時(shí)間一般在60 ms以上,，而定時(shí)讀取鍵值代碼的時(shí)間間隔大約為30 ms,，因此只要合理安排軟件執(zhí)行時(shí)序，則常規(guī)任務(wù),、顯示任務(wù)和鍵盤(pán)操作就不會(huì)產(chǎn)生任何沖突,，而且不會(huì)漏掉任何一次按鍵動(dòng)作。

5 結(jié)語(yǔ)
    鍵盤(pán)顯示專(zhuān)用器件HD7279A與單片機(jī)的連接采用串口方式,，占用資源很少,，與鍵盤(pán)和顯示器件的連接簡(jiǎn)單，控制命令豐富,，顯示方式多樣,，易于線(xiàn)路板布局，價(jià)格低廉,，軟件結(jié)構(gòu)清晰易學(xué),，是一款性?xún)r(jià)比極高的器件，因此廣泛應(yīng)用于儀器儀表開(kāi)發(fā),。