7段数码管驱动芯片,7279原理与应用
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简述数码管的驱动原理和应用一、驱动原理数码管是一种能够显示数字、字母和符号等信息的显示器件,广泛应用于计算机、电子仪器仪表、计时器和计算器等电子设备中。
数码管的驱动原理是通过控制不同的电流流经不同的LED管来显示不同的字符。
数字数码管主要由7个LED管组成,每个LED管被称为一个“段”,由a、b、c、d、e、f和g七个片段组成。
通过不同的LED管组合可以显示0-9、A-F等字符。
数码管的驱动采用共阳极和共阴极两种方式。
共阳极数码管中,电源连接到所有的阳极上,各个LED片段被接到各个阴极上。
当需要点亮某个片段时,对应的阴极接通电流,而阳极接通地。
共阴极数码管则恰好相反。
二、驱动应用1. 计时器和钟表数码管广泛应用于计时器和钟表等设备中,用于显示时间和计时功能。
计时器通常使用共阳极数码管,通过控制各个阴极来显示不同的数字。
通过组合不同的数码管,可以实现小时、分钟和秒的显示。
2. 电子仪器仪表在电子仪器仪表中,数码管常被用于显示各种测量参数,如电压、电流、温度等。
通过将数码管与传感器连接,可以将传感器获取的物理量转换为数字信号,并通过数码管进行直观显示。
3. 计算器和电子屏在计算器和电子屏幕中,数码管被广泛用于显示数字和算式。
通过控制不同组合的数码管,可以显示各种数字和算符,实现数字输入、运算和显示。
4. 游戏机和娱乐设备数码管也常被用于游戏机和娱乐设备中,用于显示分数、倒计时和游戏信息等。
通过控制数码管的显示,可以提供更加直观和有趣的游戏体验。
5. 路灯和信号灯在路灯和信号灯中,数码管通常被用于显示信号状态和倒计时功能。
通过控制数码管的显示,可以提供更加清晰和直观的信息,方便行人和车辆观察和判断。
6. 信息显示数码管在信息显示设备中也有一定的应用,如价格显示器、公告牌等。
通过使用数码管显示信息,可以提供更加直观和醒目的展示效果,吸引观众的注意力。
三、总结数码管通过控制LED管的点亮与熄灭来显示数字、字母和符号等信息。
七段LED数码管的原理
LED数码管显示器由8个发光二极管中的7个长条发光二极管(称七笔段)按a、b、c、d、e、f、g顺序组成“8”字形,另一个点形的发光二极管放在右下方,用来显示小数点。
数码管按内部连接方式又分为共阳极数码管和共阴极数码管两种。
若内部8个发光二极管的阳极连在一起接电源正极,就成为共阳极数码管;若8个发光二极管的阴极连在一起接地,测称为共阴极数码管。
本次设计所用的到的共阴极数码管的引脚如图3-3所示,外部有10个引脚,其中1和6引脚连通,作为公共端接地。
图3-3 一位共阴极数码管引脚图
从LED数码的结构可以看出,不同笔段的组合就何以构成不同的字符,只要控制7个发光二极管按一定要求亮与灭,就能显示出十六进制字符0~F。
将控制数码管显示字符的各字段代码称为显示代码或字段码。
数码管显示码是表述二进制数与数码管所显示字符的对应关系的,如表3-1所示。
对于共阴极数码管,由于8个发光二极管的阴极已连在一起接地,所以,只要控制各字段的正极,就可以控制发光二极管的亮与灭。
表3-1 七段显示译码器的真值表及段码表。
共阴极七段数码管的驱动共阴极七段数码管是一种常见的数字显示器件,主要由7个LED 组成,可以显示数字、字母和一些符号。
驱动七段数码管需要使用控制器或者驱动芯片,本文将介绍共阴极七段数码管的驱动原理及相关电路设计。
共阴极七段数码管的工作原理是通过控制各段LED的亮灭来显示不同的数字、字母和符号。
每一段LED都有一个负极和一个正极,而共阴极数码管的负极是共用的,因此被称作共阴极。
当需要显示某个数字或字母时,控制器或驱动芯片会向相应的LED段输送电流,使其亮起,其他未被选中的LED段则不发光。
常见的七段数码管有4位和8位两种,其中4位数码管的引脚分别为A、B、C、D、E、F、G和COM,COM是共阴极的引脚。
8位数码管则多了一个点阵位DP,用于显示小数点等符号。
驱动七段数码管需要使用控制器或驱动芯片,比如常见的CD4511、74LS47等芯片。
在使用控制器或驱动芯片驱动数码管时,需要根据芯片的引脚功能连接到数码管的相应引脚。
以CD4511为例,其引脚功能如下:1. A、B、C、D:用于输入待显示数字、字母等的BCD码;2. LT、BI、RBO、BL:用于控制亮度、错误指示等;3. LE:锁存使能端,用于在输入完BCD码后锁定,防止误操作;4. a、b、c、d、e、f、g、DP:用于输出数码管各段LED的控制信号;5. VCC、GND:芯片的电源引脚。
驱动数码管时,首先需要将待显示的数字、字母等转换为BCD码,然后通过A、B、C、D等输入端输入到芯片中。
此时需要将LE引脚拉低,锁存输入的BCD码。
然后通过控制a、b、c、d、e、f、g、DP等输出端的电平,控制数码管相应的LED段亮灭,从而显示出对应的数字、字母等。
总之,共阴极七段数码管的驱动需要控制器或驱动芯片的支持,并根据芯片的引脚功能连接到数码管的相应引脚。
通过输入BCD码和控制LED段的亮灭,实现显示不同的数字、字母和一些符号。
MAX7219驱动数码管应用MAX7219的PROTEUS仿真MAX7219是美国MAXIM(美信)公司生产的串行输入/输出共阴极显示驱动器。
它采用了3线串行接口,传送速率达10M数据,能驱动8位七段数字型LED或条形显示器或64只独立的LED。
MAX7219内置BCD码译码器、多路扫描电路、段和数字驱动器和存储每一位的8*8静态RAM。
能方便的用模拟或数字方法控制段电流的大小,改变显示器的数量;能进入低功耗的关断模式(仅消耗150uA电流,数据保留);能方便地进行级联。
可广泛用于条形图显示、七段显示、工业控制、仪器仪表面板等领域。
而且其最重要的一点是,每个显示位都能个别寻址和刷新,而不需要重写其他的显示位,这使得软件编程十分简单且灵活。
MAX719后缀表示其封装方式和工作温度,如表所示:后缀封装工作温度 CNG 窄24脚 0----70? CWG SO24脚 0----70? ENG 窄24脚 -40---85? EWG SO24脚 -40---85? 一. MAX7219的结构和功能1(引脚说明MAX7219的引脚排列如图所示,各引脚功能叙述如下:(1)脚:DIN,串行数据输入。
在CLK的上升沿到来时,数据被移入到内部的16位移位寄存器中。
(2)、(3)、(5)~(8)、(10)、(11)脚:DIG0—DIG7,输入。
8位数字位位选线,从共阴极显示器吸收电流。
(4)、(9)脚:GND,地。
两个引脚必须连接在一起。
(12)脚:LOAD,数据装载输入端。
在LOAD上升沿,移位寄存器接受的数据被锁存。
(13)脚:CLK,时钟输入端,最高时钟频率10MHz。
在CLK的上升沿,数据被移入到内部的16位移位寄存器中。
在CLK的下降沿,数据从DOUT脚输出。
(14)~(15)、(20)~(23)脚:输出。
七段驱动器和小数点驱动器。
它供给显示器电流。
(18)脚:ISET,电流调节端。
通过一个电阻和VCC相连,来调节最大段电流。
七段数码管显示原理七段数码管是一种常见的数字显示器件,它由七个LED数码管组成,可以显示0-9的数字和一些字母。
在很多电子设备中都可以看到它的身影,比如计算器、电子钟、电子秤等。
那么,七段数码管是如何实现数字的显示的呢?下面我们就来详细介绍一下七段数码管的显示原理。
首先,我们先来了解一下七段数码管的结构。
七段数码管由七个LED灯组成,它们分别代表了数码管的七个段,分别是a、b、c、d、e、f、g。
通过控制这些LED灯的亮灭状态,就可以显示出不同的数字和字母。
而且,七段数码管还有一个小数点DP,用来显示小数点。
接下来,我们来介绍一下七段数码管的显示原理。
在实际应用中,七段数码管通常由两部分组成,数码管和驱动芯片。
数码管负责显示数字,而驱动芯片则负责控制数码管的亮灭状态。
在数码管中,每个LED灯都有一个正极和一个负极。
当正极接通,负极断开时,LED灯就会发光;当正负极断开时,LED灯就会熄灭。
而驱动芯片则通过控制正负极的接通状态,来控制LED灯的亮灭状态,从而实现数字的显示。
在实际应用中,驱动芯片通常采用译码器或者集成电路来实现。
译码器是一种逻辑电路,它可以将输入的数字信号转换成对应的LED灯的亮灭状态。
而集成电路则是一种集成了多个逻辑门的芯片,它可以实现更复杂的控制功能。
另外,为了方便控制多个七段数码管,通常会采用多路复用技术。
多路复用技术可以通过一个控制信号,来控制多个七段数码管的显示。
这样就可以实现在有限的引脚上控制多个数码管的显示,从而节省了硬件资源。
总的来说,七段数码管的显示原理主要是通过控制LED灯的亮灭状态来实现数字的显示。
通过合理的电路设计和驱动芯片的控制,可以实现多个七段数码管的同时显示,为数字显示提供了便利和灵活性。
通过以上的介绍,相信大家对七段数码管的显示原理有了更深入的了解。
在实际应用中,我们可以根据具体的需求,选择合适的驱动芯片和控制电路,来实现数字的精确显示。
希望本文对大家有所帮助,谢谢阅读!。
BC72779位LED数码管及16键键盘接口芯片● 可驱动9位共阴式数码管或72只LED● 无需外围器件● 9个显示位均可单独闪烁显示● 单独LED闪烁● 闪烁速度可调● 段寻址可以单独控制任意显示段● 译码显示时小数点显示不受显示更新影响● 可直接访问显示寄存器(显示特殊字符)● 16键键盘支持任意组合键和长按键● 标准SPI串口,可用2线、3线或4线方式● SSOP24小体积封装● 与其它BC727X系列芯片软件兼容,软件无需修改,即可用于其它BC727X芯片摘要BC7277具有9位数码管显示管理功能,无需外围器件,即可以构成9位(72段)LED显示和键盘驱动。
因为支持段寻址,可以独立地控制每一个显示段,也非常适用于独立的LED。
BC7277支持闪烁显示功能,且闪烁速度可调,每一位均可独立控制闪烁属性,而前8位更可以独立控制每一段的闪烁,在使用独立的LED指示灯时,非常有用。
BC7277内部提供译码功能,用户可以直接向译码寄存器写入数值,而得到相应数字显示。
译码显示时,该位的小数点显示不受影响,用户只需更新显示数据,而无需考虑小数点的问题,尤其对于将小数点用作单独指示灯的用户,使用非常简便。
同时,也支持直接写入显示寄存器,可以完成一些特殊字符的显示。
键盘可最多支持16键,芯片内含去抖动电路,可以支持任意的组合键,长按键,可以支持各种常开或常闭开关。
BC7277采用串行接口,可以直接与标准SPI接口连接,通讯速率可达64Kbps,用户可以充分利用微处理器上硬件SPI接口资源,当使用中断方式时,可使显示部分的通讯几乎不占用主程序时间。
BC7277的SPI接口可以接为2线、3线或4线方式。
可以通过CS片选信号,在一个SPI总线上使用多个器件,而在MCU I/O口资源紧张时,片选CS线可以直接接地,其内部独特的SPI口计时复位逻辑可以使得即便没有片选信号的接口清零功能,也可以保障通讯不会出错。
极限参数:(注:超出所列范围有可能造成器件永久损坏)储存温度65至+150°C工作温度40至+85°C任意脚对地电压0.5至6.0V电特性:(除特别说明外,T A=25°C, Vcc=5.0V)参数最小值典型值最大值单位备注电源电压 2.7 5.0 5.5V工作电流 4.9mA输入低电平 1.4V输入高电平 3.7V当Vcc=3V时,为1.9V输出低电平0.1V输出高电平 4.4V显示扫描周期15mS引脚说明:名称序号说明VDD1正电源端,电压范围2.75.5VMOSI2SPI口数据输入端,接MCU的SPI口数据输出端移位寄存器数据线接地端移位寄存器时钟线GND3CS4片选端,低电平有效ADP512A段DP段段驱动DIG0DIG81321SPI时钟,由MCU输出KEY22按键状态指示,每当按键状态变化时,KEY的电平会发生翻转MISO23从机数据输出,BC7277数据输出,接MCU的SPI数据输入CLK24移位寄存器锁存脉冲,每8个SCLK脉冲,会输出一个STR脉冲内部寄存器BC7277内部具有23个寄存器,包括16个显示寄存器,以及14个特殊寄存器。
可编程数码管/键盘串行接口芯片HD7279A的原理与应用摘要: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6 4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,其接口和外围电路比较简单,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,无需外围元件便可直接驱动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。
七段数码管的显示原理
数码管是一种能够显示数字的电子元件,常用于计时器、电子钟、温度计等设备中。
七段数码管由七个小段组成,它们可以显示数字0-9的所有组合。
数码管的每一小段都代表数字的一个线段,通过控制这些线段的通断状态,可以显示不同的数字。
每个数字的显示都可通过组合不同的小段状态来实现。
例如,数字0就是所有小段全亮,而数字1则是左边第二个小段亮,其余小段都熄灭。
控制七段数码管显示数字的原理是通过给不同的小段加上电压来实现。
小段分别用a、b、c、d、e、f、g来表示,其中a~g
对应着七个小段。
如果某个小段需要点亮,则给它加上高电平;如果不需要点亮,则给它加上低电平。
为了控制不同的小段,需要使用译码器。
译码器是一种电路元件,能够将输入的数字信号转换成相应的控制信号。
常见的译码器有BCD-7段译码器、74LS47等。
使用译码器的方式是,先将待显示的数字转化成二进制编码,然后将二进制编码输入到译码器的输入端口。
译码器会根据输入信号的编码,输出对应的控制信号给七段数码管的不同小段,从而实现数字的显示。
通过译码器,我们可以控制不同的小段点亮,从而实现数码管的数字显示。
例如,当我们要显示数字1时,输入二进制编码0001给译码器,译码器会将对应的控制信号输出给数码管,
使得左边第二个小段亮,其余小段熄灭。
总的来说,七段数码管通过控制小段的通断状态来实现数字的显示。
通过使用译码器,我们可以将输入的数字信号转换成相应的控制信号,从而控制七段数码管显示不同的数字。
这种原理广泛应用于各种电子设备中。
MAX7219原理及其应用西安通信学院(710106) 王建华 逄玉台摘 要 在单片机应用系统中,单片机与LED的连接有并行和串行方式。
由于串行方式占用单片机口线少,因而得到广泛应用。
MAX7219芯片是一个专用的八位LED显示驱动串行接口,文章介绍了其组成原理、应用电路、程序设计及应用中应注意的问题。
关键词 寄存器 液晶显示器 单片机MAX7219是微处理器和共阴极七段——八位LED显示、图条/柱图显示或64点阵显示接口的小型串行输入/输出芯片。
片内包括BCD译码器、多路扫描控制器、字和位驱动器和8×8静态RAM。
外部只需要一个电阻设置所有LED显示器字段电流。
MAX7219和微处理器只需三根导线连接,每位显示数字有一个地址由微处理器写入。
允许使用者选择每位是BCD译码或不译码。
使用者还可选择停机模式、数字亮度控制、从1~8选择扫描位数和对所有LED显示器的测试模式。
1 MAX7219工作原理1.1 MAX7219简介MAX7219和单片计算机连接有三条引线(DIN、CLK、LOAD),采用16位数据串行移位接收方式。
即单片机将16位二进制数逐位发送到DIN端,在CLK上升沿到来前准备就绪,CLK的每个上升沿将一位数据移入MAX7219内移位寄存器,当16位数据移入完,在LOAD引脚信号上升沿将16位数据装入MAX7219内的相应位置,在MAX7219内部硬件动态扫描显示控制电路作用下实现动态显示。
1.2 MAX7219引脚说明MAX7219为24引脚芯片,引脚排列如图1所示,各引脚功能如下:DIN:串行数据输入端;DIG0~DIG7:LED位线;LOAD:数据装载信号输入端;SEGA~SEGG,SEGDp:段码输出端;ISET:硬件亮度调节端;DOUT:串行数据输出端;CLK:移位脉冲输入端;V+:正电源;GND:地。
SEGDpSEGASEGCSEGDDOUTDINDIG0DIG4GNDDIG6DIG2DIG3DIG7GNDDIG5DIG1LOAD CLKSEGFSEGBSEGGISETSEGEV+图1 MAX7219引脚图1.3 MAX7219内部组成结构MAX7219组成如图2所示。
7279键盘和数码管7279简介7279是一片具有串行接口的可同时驱动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。
同时还可连接多达64键的键盘矩阵,单片即可完成LED显示,键盘接口的全部功能。
7279内部含有译码器可直接接受BCD码或16进制码,并同时具有2种译码方式(参见后文),此外还具有多种控制指令如消隐闪烁左移右移段寻址等。
7279具有片选信号可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。
7279的指令7279的指令分为两类――纯指令和带有数据的指令。
纯指令1.复位(清除)指令0xA4H当7279收到此指令后,将所有的显示清除,执行该指令后,芯片7279的状态与刚上电时一样。
2.测试指令0xBFH该指令使所有的LED全部点亮,并处于闪烁状态,该指令主要用于测试。
在我们的实验中,只用到上述两条纯指令,还有很多其他纯指令,读者有兴趣可以下载7279的芯片手册自己学习。
带有数据的指令读键盘数据指令0x15H该指令从7279读出当前的按键代码。
与其他指令不同,此命令的前一个字节00010101B为控制器传送到7279的指令,而后一个字节d0-d7则为7279返回的按键代码。
其范围为0-0x3FH(无按键按下时是0xFFH)。
此指令的前半段,7279的DA TA引脚处于高阻输入状态,以接受来自微处理器的指令;在指令的后半段,DA TA引脚从输入状态变为输出状态,输出键盘代码的值。
因此,微处理器连接到DA TA引脚的I/O口应有一个从输出态到输入态的过程。
当7279检测到有效的按键时,KEY引脚从高电平变为低电平,并一直保持到按键结束。
在此期间如果收到“读键盘数据指令”,则输出当前按键的键盘代码。
如果收到读键盘数据指令时没有有效按键,则输出“0xFFH”。
串行接口7279采用串行方式与微处理器通信,串行数据从DA TA引脚输入芯片,并由CLK端同步。
当片选信号变为低后,DA TA引脚上的数据在CLK的上升沿被写入7279的缓冲器。
7段LED数码管显示原理
LED的发光原理,稍有电子技术基础的人士都很清楚,我们不想作过多的介绍,7段LED数码管,则在一定形状的绝缘材料上,利用单只LED组合排列成“8”字型的数码管,分别引出它们的电极,点亮相应的点划来显示出0-9的数字。
LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,了解LED的这些特性,对编程是很重要的,因为不同类型的数码管,除了它们的硬件电路有差异外,编程方法也是不同的。
右图是共阴和共阳极数码管的内部电路,它们的发光原理是一样的,只是它们的电源极性不同而已。
将多只LED的阴极连在一起即为共阴式,而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。
以共阴式为例,如把阴极接地,在相应段的阳极接上正电源,该段即会发光。
当然,LED的电流通常较小,一般均需在回路中接上限流电阻。
假如我们将"b"和"c"段接上正电源,其它端接地或悬空,那么"b"和"c"段发光,此时,数码管显示将显示数字“1”。
而将"a"、"b"、"d"、"e"和"g"段都接上正电源,其它引脚悬空,此时数码管将显示“2”。
其它字符的显示原理类同,读者自行分析即可。
数码管驱动芯片
数码管作为一种常见的显示器件,在数字仪表、计算器、闹钟等领域有着广泛
的应用。
而数码管的显示离不开数码管驱动芯片的支持,数码管驱动芯片是控制数码管工作的核心之一。
本文将介绍数码管驱动芯片的基本原理、工作方式以及应用场景。
一、数码管驱动芯片的原理
数码管驱动芯片是一种集成电路,通常采用CMOS工艺制造。
它的主要功能是
将数字信号转换为对应的控制信号,驱动数码管显示出相应的数字或字母。
数码管驱动芯片通常包含多个输出端口,用于控制不同位数的数码管。
二、数码管驱动芯片的工作方式
数码管驱动芯片通常接收来自主控制器的数字信号,然后根据接收到的信号产
生相应的控制信号,驱动数码管工作。
数码管驱动芯片内部通常包含存储器单元和控制逻辑单元,用于存储显示内容和控制显示模式。
三、数码管驱动芯片的应用
数码管驱动芯片广泛应用于各种显示设备中,例如数字电子钟、数字温度计、
计时器等。
在工业控制领域,数码管驱动芯片也被广泛应用于面板仪表和显示屏中。
四、总结
数码管驱动芯片是数码管显示系统中的重要组成部分,它通过将数字信号转换
为控制信号,实现了数码管的显示功能。
在现代电子产品中,数码管驱动芯片扮演着至关重要的角色,为用户提供了直观的数字显示效果。
随着技术的不断进步,数码管驱动芯片将会更加智能化,拓展其应用领域。
HD7279A的原理与应用作者:河北科技大学电气信息学院王改名赫苏敏王忠杰摘要:详述一种专用的智能键盘和LED控制芯片HD7279A的工作原理、工作时序及其控制指令;介绍HD7279A与CPU及键盘显示器的接口电路,并给出实际接口电路的程序实例和实际应用中的注意事项。
关键词:HD7279A 接口电路接口程序HD7279A硬件电路图HD7279A是一种管理键盘和LED显示器的专用智能控制芯片。
它能对8位共阴极LED显示器或64个LED发光管进行管理和驱动,同时能对多达8×8的键盘矩阵的按键情况进行监视,具有自动消除键抖动并识别按键代码的功能,从而可以提高CPU工作的效率。
HD7279A和微处理器之间采用串行接口,其接口电路和外围电路简单,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中日益获得广泛的应用。
一、引脚说明与接口电路279A的硬件电路如图1所示,它共有28个引脚。
RC引脚用于连接HD7279A的外接振荡元件,其典型值为R=1.5kΩ,C=15pF。
RESET为复位端。
该端由低电平变成高电平并保持25ms即复位结束。
通常,该端接+5V即可。
DIG0~DIG7分别为8个LED管的位驱动输出端。
SA~SG分别为LED数码管的A段~G段的输出端。
DP为小数点的驱动输出端。
HD7279A片内具有驱动电路,它可以直接驱动1英吋及以下的LED数码管,使外围电路变得简单可靠。
DIG0~DIG7和SA~SG同时还分别是64键盘的列线和行线端口,完成对键盘的监视、译码和键码的识别。
在8×8阵列中每个键的键码是用十六进制表示的,可用读键盘数据指令读出,其范围是00H~3FH。
HD7279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)。
当微处理器访问HD7279A(读键号或写指令)时,应将片选端置为低电平。
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。
HD7279A的原理与应用作者:河北科技大学电气信息学院王改名赫苏敏王忠杰摘要:详述一种专用的智能键盘和LED控制芯片HD7279A的工作原理、工作时序及其控制指令;介绍HD7279A与CPU及键盘显示器的接口电路,并给出实际接口电路的程序实例和实际应用中的注意事项。
关键词:HD7279A 接口电路接口程序HD7279A硬件电路图HD7279A是一种管理键盘和LED显示器的专用智能控制芯片。
它能对8位共阴极LED显示器或64个LED发光管进行管理和驱动,同时能对多达8×8的键盘矩阵的按键情况进行监视,具有自动消除键抖动并识别按键代码的功能,从而可以提高CPU工作的效率。
HD7279A和微处理器之间采用串行接口,其接口电路和外围电路简单,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中日益获得广泛的应用。
一、引脚说明与接口电路279A的硬件电路如图1所示,它共有28个引脚。
RC引脚用于连接HD7279A的外接振荡元件,其典型值为R=1.5kΩ,C=15pF。
RESET为复位端。
该端由低电平变成高电平并保持25ms即复位结束。
通常,该端接+5V即可。
DIG0~DIG7分别为8个LED管的位驱动输出端。
SA~SG分别为LED数码管的A段~G段的输出端。
DP为小数点的驱动输出端。
HD7279A片内具有驱动电路,它可以直接驱动1英吋及以下的LED数码管,使外围电路变得简单可靠。
DIG0~DIG7和SA~SG同时还分别是64键盘的列线和行线端口,完成对键盘的监视、译码和键码的识别。
在8×8阵列中每个键的键码是用十六进制表示的,可用读键盘数据指令读出,其范围是00H~3FH。
HD7279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)。
当微处理器访问HD7279A(读键号或写指令)时,应将片选端置为低电平。
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,在无键按下时为高电平;而有键按下时此引脚变为低电平并且一直保持到键释放为止。
(图1 HD7279A硬件电路图,点击下载)二、电特性表1所列为HD7279A的电特性。
参数符号测试条件最小值典型值最大值电源电压Vcc/V . 4.5 5.0 5.5工作电流Icc/mA 不接LED . 3 5工作电流Icc/mA LED全亮, ISEG=10mA. 60 100逻辑输入高电平Vih/V . 2.0 . 5.5逻辑输入低电平Vil/V . 0 . 0.8按键响应时间Tkey/ms 含去抖时间10 18 40KEY引脚输入电流Iki/mA . . . 10KEY引脚输出电流IKO/mA . . . 7表 1三、控制指令1 HD7279A指令系统由6条纯指令、7条带数据指令和1条读键盘指令组成。
6条纯指令为:(1)复位指令。
指令代码为A4H,其功能为清除所有显示,包括字符消隐属性和闪烁属性。
(2)测试指令。
指令代码为BFH,其功能为将所有的LED点亮并闪烁,可用于自检。
(3)左移指令。
指令代码为A1H,其功能为将所有的显示左移1位,移位后,最右位空(无显示),不改变消隐和闪烁属性。
(4)右移指令。
指令代码为A0H,其功能与左移指令相似,只是方向相反。
(5)循环左移指令。
指令代码为A3H,其功能为将所有的显示循环左移1位。
移位后,最左位内容移至最右位,不改变消隐和闪烁属性。
(6)循环右移指令。
指令代码为A2H,其功能与循环左移指令相似,只是方向相反。
2 带数据指令均由双字节组成,它们是:(1)按方式0译码下载指令1 0 0 0 0 a2 a1 a0 DP X X X d3 d2 d1 d0X X:无影响第1字节为指令,其中a2,a1,a0代表显示位地址:a2,a1,a0 7 6 5 4 3 2 1 0显示位8 7 6 5 4 3 2 1显示位8为最高位,参见图1。
第2字节为显示内容,其中DP为小数点控制位,DP=1,小数点显示;DP=0,小数点熄灭。
d3 d2 d1 d0为数据,按方式0译码时数据和显示的关系如下:d3 d2 d1 d0 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06HH 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 显示内容0123456789-E H L P空(2)按方式1译码下载指令1 1 0 0 1 a2 a1 a0 DP X X X d3 d2 d1 do该指令和按方式0译码下载指令的含义基本相同。
按方式1译码时数据和显示的关系如下:d3 d2 d1 d0 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06HH 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 显示内容012345678 9 -E H L P空(3)不译码下载指令1 0 0 1 0 a2 a1 a0 DP A B C D E F Ga2 a1 a0仍为位地址,第2字节仍为显示内容,其中DP和A~G分别代表小数点和LED显示器的7段,相应位为1时,该段点亮;为0时,该段熄灭。
(4)闪烁控制指令1 0 0 0 1 0 0 0 d8 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1该指令规定了每个数码管的闪烁属性。
d1~d8分别对应第1到第8个数码管,该位为1不闪烁;该位为0闪烁。
缺省状态为所有数码管均不闪烁。
(5)消隐控制指令1 0 0 1 1 0 0 0 d8 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1该指令规定了每个数码管的消隐属性。
d1~d8分别对应第1到第8个数码管,该位为1显示;该位为0消隐。
应该注意的是至少要有1位保持显示状态,如果全部消隐则该命令无效。
(6)段点亮指令1 1 1 0 0 0 0 0 X X d5 d4 d3 d2 d1 d0XX:无影响。
该指令的作用是点亮某个LED数码管中的某一段或64个LED发光管中的某一个。
d0~d5的范围是00H~3FH,所对应的段如下:数据00H 01H ...06H 07H 08H 09H ...0EH 0FH ... ... 38H 39H ...3EH 3FH段G F ... A DP G F ... A DP ... ... G F ... A DP数码管第1个 ... ... 第2个 ... ... ... ... 第8个 ... ...(7)关闭指令1 1 0 0 0 0 0 0 X X d5 d4 d3 d2 d1 d0XX:无影响。
该指令的作用是关闭某个数码管中的某一段,其对应关系同段点亮指令。
3 读取键盘指令:0 0 0 1 0 1 0 1 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0该指令的作用是读取当前的键盘代码。
与其他带数据的指令不同,它的第2个字节不是写入HD7279A 的数据,而是从HD7279A读回的按键代码。
如前说述,当有键按下时其范围是00H~3FH;而无键按下时代码是FFH。
四、时序(1)纯指令时序:微处理器发出8个CLK脉冲,向HD7279A传送8位指令。
DATA引脚为高阻状态,如图2所示。
图2 纯指令时序(2)带数据指令时序:微处理器发出16个CLK脉冲,前8个向HD7279A传送8位指令;后8个向HD7279A传送8位数据。
DATA引脚为高阻状态,如图3所示。
图3 带数据指令时序(3)读键盘指令时序:微处理器发出16个CLK脉冲,前8个向HD7279A传送8位指令, DATA 引脚为高阻状态;后8个由HD7279A向微处理器返回8位按键代码,DATA引脚为输出状态。
在最后1个CLK脉冲的下降沿DATA引脚恢复高阻状态,如图4所示。
图4读键盘指令时序五、几点说明1 证正确的时序是HD7279A正常工作的前提条件。
当选定了HD7279A的振荡元件RC和晶振之后,应调节延时时间,使时序中的T1~T8满足表2所列要求。
由表2所列的数值可知,HD7279A时序规定的时间范围很宽,达10~50倍,很容易满足,但为了提高微处理器访问HD7279A的速度,在要求系统运行速度较快时,应仔细调试HD7279A的读写程序,使其运行时间接近最短。
2 微处理器通过KEY引脚电平来判断是否有键按下,在使用查询方式管理键盘时,该引脚接至微处理器的1位I/O端口;如果使用中断方式,该引脚应接至微处理器的外部中断输入端。
同时应将该中断触发控制位设置成下降沿有效的边沿触发方式。
若置成电平触发方式,则应注意在按键时间较长时可能引起的多次中断问题。
没有提供组合键功能。
如果某些场合确需双键组合使用,可在微处理器某位I/O引脚接3 HD7279A入一键,与HD7279A所连键盘共同组成双键功能。
4 图1电路中有3种电阻:阻值为200Ω的电阻是限流电阻,用来限制LED数码管的电流。
在使用中不应为了过分追求数码管的亮度而任意减小其电阻值,以防HD7279A芯片过热烧坏。
阻值为100kΩ和10kΩ的电阻分别称为下拉电阻和位选电阻,如果HD7279A仅用于显示器管理,则这两种电阻都可以去掉。
5 HD7279A 的3,5,26脚均为空闲引脚,一律悬空。
六、 HD7279A与AT89C51的接口程序这里以HD7279A与AT89C51的接口电路为例,给出1个包括纯指令、带数据指令和读键盘指令的程序实例。
该程序对键盘进行监视,当有键按下时读取按键代码并将其显示在LED显示器上。
接口电路如图5所示,其中HD7279A的外接振荡元件使用典型值。
AT89C51的晶振频率为12MHz。
表 2 单位:μs符号最小值典型值最大值T1 25 50 250T2 5 8 250T3 5 8 250T4 15 25 250T5 15 25 250T6 5 8 --T7 5 8 250T8 5接口程序实例:MOV P1,#0F9H;I/O口初始化ACALL DEY25;等待25ms复位时间MOV 029H,#0A4H;发复位指令ACALL SENDSETB P1.0;置CS高电平MAIN: JB P1.3, MAIN;检测按键,无键按下等待MOV 029H,#15H;发读键盘指令ACALL SENDACALL RECESETB P1,0;置CS高电平MOV B,#10;十六进制键码转换成BCD码,;以备显示MOV A,028HDIV ABMOV R1,AMOV 029H,#0C9H;发送键码的十位值,按;方式1译码下载显示 ACALL SENDMOV 029H,R1ACALL SENDMOV 029H,#0C8H;发送键码的个位值,按;方式1译码下载显示 ACALL SENDMOV 029H,BACALL SENDSETB P1.0;置CS高电平WAIT: JNB P1.3,WAITAJMP MAINSEND: MOV R2,#08H;发送8位CLR P1.0ACALL DEY1;延时50μs(T1)S_LOOP:MOV C,029H.7;输出1位到HD7279A的 ;DATA端MOV P1.2,CSETB P1.1;置CLK高电平MOV A,029H;待发数据左移RL AMOV 029H,AACALL DEY2;延时8μs(T2)CLR P1.1;置CLK低电平ACALL DEY2;延时8μs(T3)DJNZ R2,S_LOOP;检测8位是否发送完毕CLR P1.2;发送完毕,DATA端置低,返回RETRESE: MOV R2,#08H;接收8位SETB P1.2;DATA端置为高电平,输入状态ACALL DEY1;延时50μs(T5)R_LOOP:SETB P1.1;置CLK高电平ACALL DEY2;延时8μs(T6)MOV 028H,ARL A;接收数据左移1位MOV 028H,AMOV C,P1.2;接收1位数据MOV 028H.0,CCLR P1.1;置CLK低电平ACALL DEY2;延时8μsDJNZ R2,R_LOOP;接收8位是否发送完毕CLR P1.2;接收完毕,DATA端重新置成低电平(输出状态)RET延时子程序略。