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1 概述 日本NEC公司生產(chǎn)的μPD780208系列8位單片機屬于78K/0家庭中功能較強的一種系列。根據內部集成的ROM和RAM容量的不同，μPD780208系列分為5個(gè)型號，μPD780208芯片是最高型號。該芯片內部集成了8位78K0CPU內核、60kB的ROM和2192B的RAM之外，還有1個(gè)FIP顯示驅動(dòng)/控制器、8位A/D轉換器、2個(gè)串行I/O口、5個(gè)定時(shí)/計數器、3個(gè)定時(shí)器輸出、1個(gè)可編程時(shí)鐘輸出、1個(gè)可編程蜂鳴器輸出、4個(gè)外部中斷源、12個(gè)內部中斷源和1個(gè)測試輸入。ΜPD780208支持雙時(shí)鐘，其電源電壓范圍為2.7～5.5V，可設定2種待機模式。其中的FIP（Fluorescent Indicator Panel）顯示控制/驅動(dòng)器是μPD780208系列所特有的，它的主要功能有自動(dòng)讀取顯示數據，以實(shí)現硬件自動(dòng)顯示刷新功能；控制顯示9～40段和2～16位FIP；通過(guò)編程自由設定位信號輸出時(shí)序；并可編程調節8級顯示亮度。另外，μPD780208的顯示時(shí)序中還包含有鍵盤(pán)掃描時(shí)序，可輸出鍵盤(pán)掃描信號；并具有較高的驅動(dòng)能力，可直接驅動(dòng)FIP顯示器。 本文主要通過(guò)筆者在項目中的實(shí)際應用，給出將μPD780208中的FIP顯示控制/驅動(dòng)器用于顯示和鍵盤(pán)掃描結合的應用方案。 2 設計方案 在筆者設計的項目中，要求μPD780208硬件平臺有12位的9段VFD顯示器和8×4的鍵盤(pán)輸入，如果按照常規設計方案，由于顯示控制與鍵盤(pán)掃描控制是相互獨立的，鍵盤(pán)掃描需占有一個(gè)定時(shí)器。而本方案則使用顯示控制/驅動(dòng)器提供的鍵盤(pán)掃描時(shí)序來(lái)掃描鍵盤(pán)，因而不占用定時(shí)資源。這使是該設計方案的優(yōu)點(diǎn)所在。（系統所用的晶振頻率為4.9152MHz）。 2.1 硬件連接 圖1所示是μPD780208的FIP顯示電路的結構原理圖。應用時(shí)將顯示端口FIP0～FIP11接VFD顯示器的位控制器T0～T11，FIP12和P80～P87接VFD顯示器的段控制端S0～S8。μPD780208的顯示驅動(dòng)器的驅動(dòng)能力很強，因而可以直接連接VFD而無(wú)需驅動(dòng)電路。端口P110～P117接鍵盤(pán)的8根掃描線(xiàn)，端口P120～P123接鍵盤(pán)的4根回讀線(xiàn)。 2.2 初始化設置與資源分配 合理地設置顯示模式寄存器DSPM0和DSPM1可將顯示方式設置為12位9段模式，這時(shí)FIP顯示RAM地址為FA60H～FA6BH和FA70H～FA7BH。FIP控制器的時(shí)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(pán)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，當處在鍵盤(pán)時(shí)序時(shí)，鍵盤(pán)掃描標志KSF被置1，其它時(shí)間被清零。當KSF置1時(shí)，將產(chǎn)生鍵盤(pán)掃描中斷INTKS。在中斷處理程序中進(jìn)行鍵盤(pán)掃描和回讀可用軟件來(lái)設計。鍵盤(pán)掃描必須在KSF為1時(shí)進(jìn)行，否則會(huì )造成顯示混亂。1次INTKS的時(shí)間是416.7μs，這段時(shí)間可能來(lái)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(pán)，2次中斷完成一遍掃描的方式。 鍵盤(pán)的消抖動(dòng)問(wèn)題在掃描中解決，方法是當同一位置連續3次檢測到信號，即在4個(gè)TCYT間隔（4×TCYT=21.667ms）中信號一直有效時(shí)，才判斷該鍵被按下，否則判為抖動(dòng)干擾。 3 軟件設計 3.1 相關(guān)的數據結構和變量 使用的數據結構和變量的定義說(shuō)明如下： char PreKeyStatus[8]； /*前一次8列鍵的狀態(tài)存入數組的低4位*/ char CurKeyStatus[8]； /*當有8列鍵的狀態(tài)存入數組的低4位*/ char ScanData； /*當前用于掃描的數據*/ char RetData； /*臨時(shí)存儲回讀的數據*/ char KeyBuff[10]； /*鍵盤(pán)緩沖區*/ char Khead； /*鍵盤(pán)緩沖區頭指針*/ char Krear； /*鍵盤(pán)緩沖區尾指針*/ char ChatterCount； /*消抖動(dòng)計數器*/ char ScanEnd； /*一遍掃描結束標志*/ char KeyChanged； /*按鍵改變標志*/ const char DisplayCode[0][2]； /*0～9的顯示編碼，每個(gè)編碼占2字節*/ 3.2 程序初始化 進(jìn)行顯示方式設置、I/O端口設置、中斷系統設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，系統時(shí)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(pán)回讀，設為輸出模式*/ KSIF=0； /*清除中斷請求標志*/ KSMK=0; /*清除中斷屏蔽標志，允許INTKS中斷*/ Khead=9； /*初始化鍵盤(pán)緩沖區*/ Krear=0； /*消抖動(dòng)計數器置初值*/ Scandata=0x01； /*鍵盤(pán)掃描數據置初值*/ ScanFinish=0； /*一遍掃描結束標志置初值*/ KeyChanged=0； /*按鍵改變標志置初值*/ EI（）； /*開(kāi)中斷*/ 3.3 顯示程序 下面的程序可實(shí)現在指定位置顯示一個(gè)數字的功能。其中能數digit為要顯示的數字，范圍是0～9；position為顯示位置，從右向左與0～11相對應。 void DisplayDigit(char digit,char position) {if((digit<10)&&(digit>=0)&&(position>=0)&&(position<12) /*在顯示范圍之內*/ {pokeb(0xFA60+position,DisplayCode[digit][1])； /*編碼的低字節*/ {pokeb(0xFA70+position,DisplayCode[digit][0])}; /*編碼的高字節*/ } 中斷處理程序流程如圖3所示。 4 小結 在其他單片機系統中，通常由軟件定時(shí)中斷來(lái)逐位刷新顯示和掃描鍵盤(pán)，這樣將增加軟件的復雜性，并且會(huì )占用較多的CPU資源。而μPD780208所具有的FIP顯示控制/驅動(dòng)器可實(shí)現硬件的自動(dòng)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據按要求的格式放入FIP顯示RAM區而無(wú)需額外編程，由于定時(shí)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(shí)，由于FIP顯示時(shí)序中提供有鍵盤(pán)掃描時(shí)序，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化了軟件編程，并且減少了定時(shí)中斷占用。這樣，在單片機的資源并不豐富的資源條件下，FIP顯示控制/驅動(dòng)器的優(yōu)越性得到了充分體現。 |
