HD7279A的原理与应用

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)

二、 电特性

  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

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：

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：

XX: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：

XX: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：

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。

（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。

（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。

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。

3? HD7279A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。

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　 SEND
　 　 SETB 　 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 　 SEND
　 　 ACALL　 RECE
　 　 SETB 　 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,028H
　 　 DIV 　 AB
　 　 MOV 　 R1,A
　 　 MOV 　 029H,#0C9H；发送键码的十位值，按 ;方式1译码下载显示
　 　 ACALL 　 SEND
　 　 MOV 　 029H,R1
　 　 ACALL　 SEND
　 　 MOV 　 029H,#0C8H；发送键码的个位值，按 ;方式1译码下载显示
　 　 ACALL　 SEND
　 　 MOV 　 029H,B
　 　 ACALL 　 SEND
　 　 SETB 　 P1.0；置CS高电平
WAIT: JNB P1.3,WAIT
　 　 AJMP 　 MAIN
SEND: MOV R2,#08H；发送8位
　 　 CLR 　 P1.0
　 　 ACALL 　 DEY1；延时50μs（T1）
S_LOOP:MOV C,029H.7；输出1位到HD7279A的 ;DATA端
　 　 MOV 　 P1.2,C
　 　 SETB 　 P1.1；置CLK高电平
　 　 MOV 　 A,029H；待发数据左移
　 　 RL 　 A
　 　 MOV 　 029H,A
　 　 ACALL 　 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
　 　 RET 　
RESE: 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,A
　 　 RL A；接收数据左移1位
　 　 MOV 028H,A
　 　 MOV C,P1.2；接收1位数据
　 　 MOV 028H.0,C
　 　 CLR P1.1；置CLK低电平
　 　 ACALL DEY2；延时8μs
　 　 DJNZ 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。MES

参考文献
1 何立民?MCS-51系列单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，1990
2 王幸之?单片机应用系统抗干扰技术.北京：北京航空航天大学出版社，2000