总线结构的多按键多路LED显示电路

总线结构的多按键多路LED显示电路

广东工业大学自动化学院(广州510090)　何小敏　许立梓

　　摘　要　文章介绍了一种单片机系统中引入计算机总线概念设计的具有32个按键及8×4位

LED点阵列和4位LED数码管的接口电路以及按键检测和定时扫描显示程序。该电路无需扩展芯片,经济实用,具有较高性价比。　　关键词　单片机　接口电路　键盘　LED

读键盘与显示分时使用P0口,仅用20位I/O线就

可达到要求。图2给出了8按键、8个LED和1位数码管的电路连接图。

1　概述

以单片机为核心开发的控制装置中,常常需要用于输入控制的按键和实现输出的显示,而多按键多LED显示的单片机系统中,通常要用扩展芯片或显示驱动芯片来实现,使系统成本增加,结构复杂。在工程上,成本低廉、实用可靠是衡量系统性能指标之一。

本文介绍的单片机ATC52的接口电路和程序,无需添加芯片,仅利用单片机本身的20位I/O线即可实现32键键盘控制、32位LED和4位七段数码显示,程序简单易行。2　电路原理

Atmel公司的单片机ATC52具有4个8位I/O口P0、P1、P2、P3共32条I/O线。其中P3口

图1　电路原理图

为双功能口,按需要优先作为外中断申请、定时器/计数器输入、串行数据接收和发送、外部RAM读和写选通。在我们设计的电脑控制管理系统中,除了手机与主机串行通信、空调随室温自动换档及看门狗电路外,一个重要的部分是键盘和显示器。在电路设计中除键盘显示外其它功能共使用I/O线9位,而系统中需32键的键盘、26位LED和4位七段数码显示,若键盘采用矩阵连接需12条I/O线,余下的I/O线若不添加芯片是无法完成系统显示要求的。

本系统引入CPU总线概念,设计的电路原理如图1所示,将P0口作为一组公共数据总线,键盘矩阵、LED矩阵和七段数码显示均挂在P0口上,用P2口作为4路8位LED和4位七段数码显示的列

图2　8按键8个LED1位数码管电路

选端,P1口的4位I/O线作为键盘矩阵的列选端,

60(316)上海欣方智能系统公司　(021)36054510×6300　　　　　　《电子技术》2001年第5期

3　键盘输入及程序流程

按键键盘以8按键一列矩阵形式排列,P1.4～P1.7作4列按键列选。

4　显示电路及程序

单片机系统中,显示器显示方式分动态显示和静态显示,静态显示具有显示稳定,节省CPU时间

的特点,但通常要由硬件芯片实现,成本高。动态显示则采用逐位点亮扫描显示方式,只要正确调整点亮时间和间隔时间以及导通电流,就可得到亮度较高较稳定的显示。动态显示主要依靠软件实现,可节省硬件。本系统设计为获较高性价比,采用定时中断动态扫描显示。

32位LED也是以8位一列矩阵形式排列,以P2口的4位I/O作列选线,P2口的另外4位I/O线作4位七段数码管位选。数码显示芯片为TOF3407AX,其面板如图4所示。要求DP1、DP5(DP6)、DP8、DP9及数码管应根据需要显示,在此,巧妙地将DP1、DP5(6)、DP7、DP8作为数码管的DP端,用八个8位数据则可满足显示要求。

按键扫描程序中,先以4列同时选通判断有否

按键按下,有则延时去抖,再逐行读键状态,32键最多判断12次即可获得键码,主程序中依键码得到对应键处理程序入口地址。按键扫描程序流程如图3所示。设置键按下标志位使健盘扫描、键盘处理程序更快捷。

图4　显示面板

　　采用C52中的可自动重复计时的16位定时

器T2定时中断,动态扫描显示。同时,在内存位寻址区中建立一个内存映像区,将32位LED(系统中已使用26位,余6位待用)、4位数码显示代码存在内存映像区。当LED指示灯需显示时改变用位操作指令改变内存映像区相应的位即可,同理多功能的数码管显示也只需根据需要改变内存映像区的显示代码就可有不同的显示结果。建立内存映像区使定时扫描显示程序简单。程序如下:

LIGHT:

MOV　R1,#20HMOV　R3,#8MOV　A,#80HMOV　P0,@R1MOV　P2,AACALL　DIMSINC　R1RR　A

MOV　P2,#0DJNZ　R3,L01RET

;内存映像区首址

L01:

;点亮时间

图3　按键扫描程序流程图

　　引入总线概念设计的多按键多LED及数码显

示接口电路不失为一种简捷实用、性能可靠的实用方案。

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《电子技术》2001年第5期　　　　　上海西门子通信电源公司　(021)58543080×207(317)