【文章內(nèi)容簡介】 流行的鍵盤 /顯示器芯片 8279，目前流行的鍵盤 /顯示器接口芯片均采用串行通信方式，占用口線少。常見的芯片有： 周立功公司的 ZLG7289A、 ZLG7290B、MAX721南京沁恒公司的 CH45 HD7279和 BC7281等。 一． 可編程鍵盤 /顯示器接口芯片 8279 ? 8279是一種專用于鍵盤 /顯示器的可編程接口電路，能對鍵盤自動掃描，給出閉合鍵的鍵碼，能自動向數(shù)碼管顯示器輸出顯示代碼和位代碼。 ? 其中鍵盤接口電路可與 64鍵點陣式鍵盤聯(lián)接，具有二鍵封鎖或N鍵巡回功能，可自動消除按鍵抖動。 ? 顯示器接口電路可與 8位或 16位數(shù)碼管顯示器聯(lián)接。 1. 8279內(nèi)部結構 ? 電路邏輯分為三個部分： （ 1）芯片接口控制邏輯 ? 數(shù)據(jù)緩沖器 ? I/O控制電路 （ 2）鍵盤接口控制邏輯 ? 掃描計數(shù)器 ? 掃描回送電路 ? 鍵盤去抖動與控制電路 ? 8 8FIFO/傳感器 RAM與狀態(tài)電路 ? 控制與時序寄存器及時序控制電路 1. 8279內(nèi)部結構 （ 3）顯示器接口控制邏輯 ? 16 8顯示用 RAM ? 顯示寄存器 ? 顯示地址寄存器 ? 電路邏輯結構示于圖 915 1. 8279內(nèi)部結構 8279內(nèi)部結構 I/O控制 FIFO/傳感器 RAM狀態(tài) SL30 RL70 控制 /選通 移位 時序 與 控制 掃描計數(shù)器 回送 4 8 數(shù)據(jù) 緩沖器 RD W/R CS A0 DB7DB0 CLK RESET IRQ 顯示寄存器 OUTA30 OUTB30 8 控制與時序寄存器 顯示地址 寄存器 16 8 顯示 RAM 8 8FIFO/ 傳感器 RAM 鍵盤去抖動 與控制 BD 圖 915 8279的邏輯結構 8279內(nèi)部結構圖 讀狀態(tài)字 1 0 1 0 讀 FIFO RAM或顯示 RAM 0 0 1 0 寫命令字 1 1 0 0 寫顯示 RAM 0 1 0 0 操作 A0 RD WR CS 控制與定時寄存器 :寄存鍵盤及顯示器工作方式 ,完成控制功能 定時控制 :包括基本的計數(shù)器是可編程 N計數(shù)器 ,N由編程指定 (2～ 31),對 CLK分頻 ,獲得內(nèi)部所需 100kHz工作時鐘 。其他再分頻 ,為鍵盤及顯示器掃描提供掃描時鐘 4位的計數(shù)器 ,有譯碼、編碼兩種方式 ,由編程設定 譯碼 方式 :最低兩位經(jīng)譯碼 ,由 SL0～ 3輸出 ,作為鍵盤及顯示器的掃描信號 .(任何時刻 , SL0～ 3只有一個信號有效 ,實現(xiàn) 4選 1) 編碼 方式 :計數(shù)器的狀態(tài)由 SL0～ 3直接輸出 ,再經(jīng)外部譯碼 ,才能作為掃描信號 .(實現(xiàn) 16選 1) （ 1）芯片接口控制邏輯 實現(xiàn) 8279 和單片機接口 ， 主要包括： ? 數(shù)據(jù)緩沖器 ? 雙向 、 三態(tài)的數(shù)據(jù)緩沖器用于芯片內(nèi)部總線和系統(tǒng)總線的連接 ， 進行單片機和 8279 之間的數(shù)據(jù)傳送 ， 信號引腳為 DBO～ DB7。 ? I/O控制電路 ? I / O 控制電路用于接收單片機方面送來的控制信號 ， 并產(chǎn)生所需的8279內(nèi)部控制信號 ， 例如控制數(shù)據(jù)緩沖器的數(shù)據(jù)輸入／輸出等 。 ? 中斷請求產(chǎn)生電路 ? 根據(jù)鍵盤存儲區(qū)的狀態(tài)產(chǎn)生中斷請求信號 。 （ 2）鍵盤接口控制邏輯 ? 掃描計數(shù)器 ? 掃描計數(shù)器電路用于為鍵盤提供掃描信號 ， 4 位掃描信號從掃描線 SL3～ SL0輸出 ， 并具有兩種輸出形式 ① 譯碼方式（也稱內(nèi)部譯碼形式） ? 指掃描代碼直接由掃描線 SL0～ SL3輸出 ， 每次只有 1位是低電平 （ 4選 1） ② 編碼方式（也稱外部譯碼形式） ? 指掃描代碼經(jīng) SL0～ SL3外接譯碼器 輸出 ※ SL3～ SL0輸出波形見圖 916 圖 916 掃描輸出波形 （ 2）鍵盤接口控制邏輯（續(xù)） ? 控制與時序寄存器及時序控制電路 ? 用于對鍵盤掃描進行控制 。 ? 時序控制部件包括基本定時計數(shù)器 ， 其中第一個 N計數(shù)器是一個 N預分頻定標器 ， 可通過編程使內(nèi)部時序與 CPU相適應 。 ? 預分頻定標器的分頻系數(shù)可由程序設定為 2~31。 使內(nèi)部計數(shù)頻率為100KHz時 ， 給出 。 ? 其它計數(shù)器將此基本計數(shù)頻率再分頻 ， 以提供適當?shù)逆I掃描 、 行掃描 、鍵盤矩陣掃描及顯示器掃描時間 。 （ 2）鍵盤接口控制邏輯（續(xù)） ? 回送緩沖器與鍵盤去抖動和控制電路 ? 輸入每次掃描的列線 RL0～ RL7狀態(tài) ， 以進行閉合鍵的搜索 。 ? 回送緩沖器具有鎖存功能 ， 對回送線 RL7~RL0上的信息進行緩沖和鎖存 。 ? 在鍵盤工作方式下 ， 對回送線逐條掃描 ， 以確定該行中哪一個鍵閉合 。 當去抖動電路測得某一按鍵閉合后 ， 等待 10mS， 然后再重新檢查該鍵是否閉合 ， 如果仍然閉合 ， 那么該鍵在陣列中的地址及 SHIFT和 CNTL的狀態(tài)被送入先進先出寄存器 FIFO。 ? 在掃描傳感器矩陣方式下 ， 每次掃描按鍵時直接把回送線上的內(nèi)容送入傳感器 RAM的相應單元中去 。 ? 在選通輸入方式下 ， 回送線的狀態(tài)將在控制 /選通線上的脈沖上升沿送入先進先出寄存器 。 （ 2）鍵盤接口控制邏輯（續(xù)） ? FIFO/傳感器 RAM與狀態(tài)電路 ? FIFO/傳感器 RAM是一個雙功能 8 8 RAM， 在鍵盤或選通輸入方式下是一個先進先出寄存器 (FIFO)。 ? 信息輸入時 ， 每一組信息寫入 RAM中的下一單元 ， 然后按寫入順序讀出 。 ? FIFO狀態(tài)電路存放 FIFO中的字符數(shù)目以及 FIFO滿或空的狀態(tài) 。 ? FIFO寫入或讀出次數(shù)超過 FIFO的容量時 ， 視為出錯 。 ? 在掃描傳感器矩陣方式下 ， 該存儲器用作傳感器 RAM。 ? 當檢測到一個傳感器狀態(tài)發(fā)生變化時 ， IRQ變?yōu)楦唠娖?， 向 CPU發(fā)中斷請求 （ 3）顯示器接口控制邏輯 ? 顯示存儲區(qū) ? 8279 可連接 8位和 16位的 LED 顯示器； ? 為給每位顯示器提供顯示數(shù)據(jù) ， 在 8279 芯片中有一個 16 8的 RAM存儲區(qū)， 其中每一個 8位 RAM 單元對應一位 LED顯示器 ， 即 0 到 15 地址對應 LED 顯示器的 0～ 15 位 ， 顯示器的 0位在最左邊 ， 15 位在最右邊 。 ? 顯示緩沖器 （ 顯示更新寄存器 ） ? 用于為顯示器提供段控數(shù)據(jù)； ? 使用時 ， 8279 自動對顯示器掃描 ， 將顯示緩沖器中的數(shù)據(jù)輸出在顯示器上顯示出來 。 ? 顯示器地址寄存器及顯示用 RAM ? 顯示器地址寄存器用來存放 CPU正在讀 /寫的字節(jié)地址 ， 以及正在顯示的兩個 4位 的 半 字節(jié)地址 。 ? 讀 /寫地址由編程設定 ， 也可設定每次讀 /寫后地址自動加 1。 ? 在設定適當?shù)墓ぷ鞣绞胶偷刂芬院?， CPU可直接讀出顯示用 RAM中的內(nèi)容 。 ? A、 B兩個半字節(jié)地址由 8279自動刷新 ， 以便與 CPU輸出值相對應 。 ? A、 B兩半字節(jié)可以分別輸出 ， 也可作為一個字節(jié)輸出 ， 由工作方式確定 。 ? 數(shù)據(jù)送顯示器的方式可設定為左端送入 ， 也可以設定為右端輸入 。 2. 8279 的信號引腳 ? 8279共有 40個引腳，采用雙列直插式封裝（見圖 917） 圖 917 8279引腳與邏輯符號圖 1 40 2 39 3 38 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 10 31 11 30 12 29 13 28 14 27 15 26 16 25 17 24 18 23 19 22 20 21 8279 RL2 RL3 CLK IRQ RL4 RL5 RL6 RL7 RESET RD WR DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 VSS VCC RL1 RL0 CNTL/STB SHIFT SL3 SL2 SL1 SL0 OUTB0 OUTB1 OUTB2 OUTB3 OUTA0 OUTA1 OUTA2 OUTA3 BD CS A0 (a) 引腳圖 CPU 接口 4 4 4 鍵數(shù)據(jù) 掃描 顯示 數(shù)據(jù) (b) 符號圖 VSS WR IRQ BUS A0 RESET CLK RD CS BD RL7～ 0 SHIFT CNTL/STB SL3～ 0 OUTA3～ 0 OUTB3～ 0 8279 ? 8279的引腳功能如下： （ 1）數(shù)據(jù)線 ? DB7~DB0： 數(shù)據(jù)輸入 /輸出線，雙向，在接口電路中與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，用以傳送 CPU和 8279之間的數(shù)據(jù)和命令。 （ 2）地址線 ? CS： 片選線。 CS=0，選中 8279。 ? A0： 信息特征線。當 A0=1時，為命令字及狀態(tài)字地址；當 A0=0時，為片內(nèi)數(shù)據(jù)地址，故 8279芯片占用 2個端口地址。 （ 3）控制線 ? CLK： 時鐘脈沖輸入端。 （ 3）控制線 ? RD：讀信號 ， 輸入 ， 低電平有效 ， 將緩沖器中的數(shù)據(jù)讀出 ， 送外部數(shù)據(jù)總線 。 ? WR：寫信號 ， 輸入 ， 低電平有效 ， 將外部數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)部單元 。 ? IRQ：中斷請求 ， 輸出 ， 高電平有效 。 當鍵被按下 ， FIFO RAM中有數(shù)據(jù)時， 該信號有效 。 ? SL3~SL0：掃描輸出線 ， 用來掃描按鍵開關或傳感器矩陣以及顯示器的各位數(shù)字 。 ? RL7~RL0：鍵掃描輸入 （ 回送 ） 線 ， 通過按鍵或傳感器開關與掃描線聯(lián)接， 內(nèi)設上拉電路 ， 使之保持為高電平 。 當某一按鍵閉合時 ， 其中一條變?yōu)榈碗娖?。 在選通輸入方式下可作為 8條輸入線 。 （ 3）控制線 ? SHIFT：換檔線 。 來自外部鍵盤或傳感器矩陣的輸入信號 ， 它是 8279鍵盤數(shù)據(jù)的次高位即 D6位的狀態(tài) ， 該位狀態(tài)控制鍵盤上 /下檔功能 。 在傳感器方式和選通方式中 ， 該引腳無用 。 ? CNTL/STB：控制 /選通輸入線 ， 高電平有效 。 鍵盤方式時 ， 鍵盤數(shù)據(jù)最高位 （ D7） 的信號輸入到該引腳 ， 以擴充鍵功能；選通方式時 ， 當該引腳信號上升沿到時 ， 把 RL0～ RL7的數(shù)據(jù)存入 FIFO RAM中 。 ? OUTA3~0， OUTB3~0：是 16 4顯示器更新寄存器的兩個輸出端 ， 輸出數(shù)據(jù)與掃描線 （ SL3~SL0） 同步 ， 以供多路轉換數(shù)字顯示器使用 。 兩個端口可并為一個 8位端口使用 。 * OUTA3~0：通常作為顯示信號的高 4位輸出線； * OUTB3~0：通常作為顯示信號的低 4位輸出線 。 （ 3）控制線 ? BD：空格顯示 ， 輸出 ， 低電平有效 。 在數(shù)字切換過程中使顯示器熄滅 ，或者由顯示熄滅命令使顯示器熄滅 。 ? RESET：復位信號輸入端 ， 高電平有效 。 ? Vcc：＋ 5V電源 。 ? Vss：地 。 3. 8279的工作方式 (1) 鍵盤工作方式 8279在鍵盤工作方式時 ， 可設置為雙鍵互鎖方式和 N鍵循回方式 ? 雙鍵互鎖方式： ? 若有兩個或多個鍵同時按下時 ， 不管按鍵先后順序如何 ， 只能識別最后一個被釋放的鍵 ， 并把該鍵值送入 FIFO RAM中 。 ? N鍵循回方式： ? 一次按下任意個鍵均可被識別 ， 按鍵值按掃描次序被送入 FIFO RAM中 。 （ 2） 傳感器 （ 掃描 ） 方式 ? FIFO RAM中 8個單元用于寄存?zhèn)鞲衅鞯默F(xiàn)時狀態(tài) ， 又稱傳感器 RAM， 其地址編號與掃描線順序一致； ? 傳感器方式是把傳感器的開關狀態(tài)送入傳感器 RAM中 。 ? 當 CPU對傳感器陣列掃描時 ， 一旦發(fā)現(xiàn)傳感器 陣列 (最多為 8 8位 )中某一位狀態(tài)發(fā)生變化時 ， 產(chǎn)生 IRQ（ 高電平 ） ， 中斷響應后轉入中斷處理程序。 （ 3） 選通輸入方式 ? 與 8255A通輸入端口的功能完全一樣 ， CNTL/STB作為選通信號 ， 上升沿鎖存 RL0～ RL7到 FIFO RAM； (4) 顯示方式 ? 8279的顯示方式又可分為左端入口和右端入口方式 ； ? 顯示數(shù)據(jù)只要寫入顯示 RAM則可由顯示器顯示出來 ， 因此顯示數(shù)據(jù)寫入顯示 RAM的順序 ， 決定了顯示的次序 ； ? 左端入口方式 ： 顯示位置從顯示器最左端 1位 （ 最高位 ） 開始 ， 以后顯示的字符逐個向右順序排列； ? 顯示器位置編號與顯示 RAM地址一一對應 (0號單元顯示在 0號顯示器上 )；