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1 概述 日本NEC公司生產(chǎn)的μPD780208系列8位單片機(jī)屬于78K/0家庭中功能較強(qiáng)的一種系列。根據(jù)內(nèi)部集成的ROM和RAM容量的不同，μPD780208系列分為5個型號，μPD780208芯片是最高型號。該芯片內(nèi)部集成了8位78K0CPU內(nèi)核、60kB的ROM和2192B的RAM之外，還有1個FIP顯示驅(qū)動/控制器、8位A/D轉(zhuǎn)換器、2個串行I/O口、5個定時/計數(shù)器、3個定時器輸出、1個可編程時鐘輸出、1個可編程蜂鳴器輸出、4個外部中斷源、12個內(nèi)部中斷源和1個測試輸入。ΜPD780208支持雙時鐘，其電源電壓范圍為2.7～5.5V，可設(shè)定2種待機(jī)模式。其中的FIP（Fluorescent Indicator Panel）顯示控制/驅(qū)動器是μPD780208系列所特有的，它的主要功能有自動讀取顯示數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)硬件自動顯示刷新功能；控制顯示9～40段和2～16位FIP；通過編程自由設(shè)定位信號輸出時序；并可編程調(diào)節(jié)8級顯示亮度。另外，μPD780208的顯示時序中還包含有鍵盤掃描時序，可輸出鍵盤掃描信號；并具有較高的驅(qū)動能力，可直接驅(qū)動FIP顯示器。 本文主要通過筆者在項目中的實際應(yīng)用，給出將μPD780208中的FIP顯示控制/驅(qū)動器用于顯示和鍵盤掃描結(jié)合的應(yīng)用方案。 2 設(shè)計方案 在筆者設(shè)計的項目中，要求μPD780208硬件平臺有12位的9段VFD顯示器和8×4的鍵盤輸入，如果按照常規(guī)設(shè)計方案，由于顯示控制與鍵盤掃描控制是相互獨立的，鍵盤掃描需占有一個定時器。而本方案則使用顯示控制/驅(qū)動器提供的鍵盤掃描時序來掃描鍵盤，因而不占用定時資源。這使是該設(shè)計方案的優(yōu)點所在。（系統(tǒng)所用的晶振頻率為4.9152MHz）。 2.1 硬件連接 圖1所示是μPD780208的FIP顯示電路的結(jié)構(gòu)原理圖。應(yīng)用時將顯示端口FIP0～FIP11接VFD顯示器的位控制器T0～T11，F(xiàn)IP12和P80～P87接VFD顯示器的段控制端S0～S8。μPD780208的顯示驅(qū)動器的驅(qū)動能力很強(qiáng)，因而可以直接連接VFD而無需驅(qū)動電路。端口P110～P117接鍵盤的8根掃描線，端口P120～P123接鍵盤的4根回讀線。 2.2 初始化設(shè)置與資源分配 合理地設(shè)置顯示模式寄存器DSPM0和DSPM1可將顯示方式設(shè)置為12位9段模式，這時FIP顯示RAM地址為FA60H～FA6BH和FA70H～FA7BH。FIP控制器的時序圖如圖2所示。圖中n=11，TDSP為1位顯示周期（2048/4.9152MHz=416.7μs），TKS為鍵盤掃描周期（TKS=TDSP），TCYT為完整顯示周期（TCYT=TDSP×(12+1)）,TDIG為位信號脈沖寬度（可編程改變）。 在FIP顯示周期中，當(dāng)處在鍵盤時序時，鍵盤掃描標(biāo)志KSF被置1，其它時間被清零。當(dāng)KSF置1時，將產(chǎn)生鍵盤掃描中斷INTKS。在中斷處理程序中進(jìn)行鍵盤掃描和回讀可用軟件來設(shè)計。鍵盤掃描必須在KSF為1時進(jìn)行，否則會造成顯示混亂。1次INTKS的時間是416.7μs，這段時間可能來不及掃描完所有鍵。因此，該方案采用1次中斷掃描一半鍵盤，2次中斷完成一遍掃描的方式。 鍵盤的消抖動問題在掃描中解決，方法是當(dāng)同一位置連續(xù)3次檢測到信號，即在4個TCYT間隔（4×TCYT=21.667ms）中信號一直有效時，才判斷該鍵被按下，否則判為抖動干擾。 3 軟件設(shè)計 3.1 相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和變量 使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和變量的定義說明如下： char PreKeyStatus[8]； /*前一次8列鍵的狀態(tài)存入數(shù)組的低4位*/ char CurKeyStatus[8]； /*當(dāng)有8列鍵的狀態(tài)存入數(shù)組的低4位*/ char ScanData； /*當(dāng)前用于掃描的數(shù)據(jù)*/ char RetData； /*臨時存儲回讀的數(shù)據(jù)*/ char KeyBuff[10]； /*鍵盤緩沖區(qū)*/ char Khead； /*鍵盤緩沖區(qū)頭指針*/ char Krear； /*鍵盤緩沖區(qū)尾指針*/ char ChatterCount； /*消抖動計數(shù)器*/ char ScanEnd； /*一遍掃描結(jié)束標(biāo)志*/ char KeyChanged； /*按鍵改變標(biāo)志*/ const char DisplayCode[0][2]； /*0～9的顯示編碼，每個編碼占2字節(jié)*/ 3.2 程序初始化 進(jìn)行顯示方式設(shè)置、I/O端口設(shè)置、中斷系統(tǒng)設(shè)置始化的具體程序段如下： DI（）； /*關(guān)中斷*/ DSPM0=0x00； /*9段顯示，段顯示方式，系統(tǒng)時鐘4.9152MHz*/ DSPM1=0xB3； /*23位顯示，亮度為2/16，顯示周期為416.7μs*/ PM12=0x0F； /*P12端口的低四位用于鍵盤回讀，設(shè)為輸出模式*/ KSIF=0； /*清除中斷請求標(biāo)志*/ KSMK=0; /*清除中斷屏蔽標(biāo)志，允許INTKS中斷*/ Khead=9； /*初始化鍵盤緩沖區(qū)*/ Krear=0； /*消抖動計數(shù)器置初值*/ Scandata=0x01； /*鍵盤掃描數(shù)據(jù)置初值*/ ScanFinish=0； /*一遍掃描結(jié)束標(biāo)志置初值*/ KeyChanged=0； /*按鍵改變標(biāo)志置初值*/ EI（）； /*開中斷*/ 3.3 顯示程序 下面的程序可實現(xiàn)在指定位置顯示一個數(shù)字的功能。其中能數(shù)digit為要顯示的數(shù)字，范圍是0～9；position為顯示位置，從右向左與0～11相對應(yīng)。 void DisplayDigit(char digit,char position) {if((digit<10)&&(digit>=0)&&(position>=0)&&(position<12) /*在顯示范圍之內(nèi)*/ {pokeb(0xFA60+position,DisplayCode[digit][1])； /*編碼的低字節(jié)*/ {pokeb(0xFA70+position,DisplayCode[digit][0])}; /*編碼的高字節(jié)*/ } 中斷處理程序流程如圖3所示。 4 小結(jié) 在其他單片機(jī)系統(tǒng)中，通常由軟件定時中斷來逐位刷新顯示和掃描鍵盤，這樣將增加軟件的復(fù)雜性，并且會占用較多的CPU資源。而μPD780208所具有的FIP顯示控制/驅(qū)動器可實現(xiàn)硬件的自動顯示刷新功能，在初始位置完成后，軟件的工作只是將顯示數(shù)據(jù)按要求的格式放入FIP顯示RAM區(qū)而無需額外編程，由于定時刷新顯示的作由硬件完成，因此在很大程序上降低了CPU的資源占用率。同時，由于FIP顯示時序中提供有鍵盤掃描時序，從而進(jìn)一步簡化了軟件編程，并且減少了定時中斷占用。這樣，在單片機(jī)的資源并不豐富的資源條件下，F(xiàn)IP顯示控制/驅(qū)動器的優(yōu)越性得到了充分體現(xiàn)。 |
