數碼管顯示驅動和鍵盤掃描控制器CH451及其應用

數碼管顯示驅動和鍵盤掃描控制器CH451及其應用

摘要：介紹一種新型的鍵盤顯示驅動芯片CH451的性能特點和工作原理，給出了CH451鍵盤顯示驅動芯片與MCS－51單片機的接口方法與相應的軟件驅動程序。

單片機在開發過程中，常常會因為資源不足而不得不大量擴展接口芯片以滿足應用系統的需要，其中原因之一是人機界面中的鍵盤顯示占用了系統太多資源，從而造成系統龐大，同時降低了系統的可靠性。在單片機應用系統中，鍵盤顯示通�？刹捎靡韵聨追N方式：

(１)采用并行接口的鍵盤顯示專用芯片８２７９。但８２７９所需外圍元件多（顯示驅動、譯碼等）、占用電路板面積大、綜合成本高，在中小系統中常常大材小用；

(２)采用通用并行Ｉ／Ｏ芯片擴展（如用８１５５等），但此方案同樣需要驅動顯示，同時鍵盤顯示掃描還需占用ＣＰＵ大量時間；

(３)采用專用顯示控制器，并用ＣＰＵ的Ｉ／Ｏ引腳完成鍵盤輸入（如ＭＣ１４４９９、ＰＳ７２１９、ＭＡＸ７２１９、ＩＣＭ７２１８、ＴＬＣ５９２１等，大多是串行接口并有顯示驅動能力，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單，通常在系統需要的按鍵較少時比較適用；

(４)采用帶Ｉ２Ｃ總線的鍵盤顯示芯片（如顯示用ＳＡＡ１０６４，鍵盤用ＰＣＦ８５７４），不過這種方式對于無Ｉ２Ｃ總線接口的ＣＰＵ來說，編程顯得有些不便；

(５)采用串行接口的鍵盤顯示專用芯片，如ＢＣ７２８０／８１、ＨＤ７２７９、ＣＨ４５１等。這類芯片占用ＣＰＵ的資源少，傳輸速度較快，外圍器件要求也較少，在中小系統中都可得到廣泛的應用。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用方法。

１ ＣＨ４５１的功能與引腳介紹

ＣＨ４５１是一個整合了數碼管顯示驅動和鍵盤掃描控制以及μＰ監控的多功能外圍芯片。ＣＨ４５１內置ＲＣ振蕩電路，可以直接動態驅動８位數碼管或者６４位ＬＥＤ，具有ＢＣＤ譯碼或不譯碼功能，可實現數據的左移、右移、左循環、右循環、各數字獨立閃爍等控制功能。ＣＨ４５１內置大電流驅動級，段電流不小于３０ｍＡ，字電流不小于１６０ｍＡ，并有１６ 級亮度控制功能；在鍵盤控制方面，該器件內置６４鍵鍵盤控制器，可實現８×８矩陣鍵盤掃描，并內置去抖動電路，可提供按鍵中斷與按鍵釋放標志位等功能；在外部接口方面，ＣＨ４５１可選擇簡潔的１線串行接口或高速４線串行接口，且內置上電復位，可提供高電平有效復位和低電平有效復位兩種輸出，同時內置看門狗電路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，它們的引腳定義見表１所列。

表1 CH451的引腳說明

28腳引腳號24腳引腳號引腳名稱類 型

引 腳 說 明

232VCC電源正電源，持續電流不小于200mA915GND電源接地，持續電流不小于200mA254LOAD輸入4線串行接口的數據加協，帶上拉265DIN輸入4線串行接口的數據輸入，帶上拉276DCLK輸入串行接口聽數據時鐘，帶上拉，可同時用于看門狗的清除輸入243DOUT輸出串行接口的數據輸出鍵盤中斷22～151、24～18DIG7～SEG0三態輸出及輸入數碼管的段驅動，高電平有效，鍵盤掃描輸入，高電平有效，帶下拉1～87～14DIG7～DIG0輸出數碼管的字驅動，低電平有效，鍵盤掃描輸入，高電平有效，帶下拉12不支持RST輸出上電復位和看門狗復位，高電平有效13不支持RST輸出上電復位和看門狗復位，低電平有效28不支持RSTI輸入上電復位門限調整或手工復位輸入14不支持ADJ輸入段電流上限調整，帶強下拉10不支持CLK輸入外接阻容振蕩11不支持CLKO輸出CLK引腳時鐘信號的二分頻輸出　17NC　不連接，禁止使用

２�。茫龋矗担钡牟僮髅�令

ＣＨ４５１的操作命令均為１２位，其中高４位為標識碼，低８位為參數，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ＣＨ４５１不產生任何影響。該命令可以在多個ＣＨ４５１級聯的應用中透過前級ＣＨ４５１向后級ＣＨ４５１發送操作命令而不影響前級ＣＨ４５１的狀態。例如，要將操作命令００１００００００００１Ｂ發送給兩級級聯電路中的后級ＣＨ４５１（后級ＣＨ４５１的ＤＩＮ引腳連接到前級ＣＨ４５１的ＤＯＵＴ引腳），只要在該操作命令后添加空操作命令００００００００００００Ｂ再發送，那么，該操作命令將經過前級ＣＨ４５１到達后級ＣＨ４５１，而空操作命令留給了前級ＣＨ４５１。另外，為了在不影響ＣＨ４５１的前提下變化ＤＣＬＫ以清除看門狗計時器，也可以發送空操作命令。在非級聯的應用中，空操作命令可只發送高４位。

● 芯片內部復位：００１００００００００１Ｂ

內部復位命令可將ＣＨ４５１的各個寄存器和各種參數復位到默認的狀態。芯片上電時，ＣＨ４５１均被復位，此時各個寄存器均復位為０，各種參數均恢復為默認值。

● 字數據移位：００１１００００００[Ｄ１][Ｄ０]Ｂ

字數據移位命令共有４個：開環左移、右移，閉環左移、右移。Ｄ０為０時為開環，為１時為閉環，Ｄ１為０時左移，為１時為右移。開環左移時?ＤＩＧ０引腳對應的單元補００Ｈ，此時不譯碼方式顯示為空格，ＢＣＤ譯碼方式時顯示為０；開環右移

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