串行接口LED数码管及键盘管理器件的应用-资讯动态-东方LED网

串行接口LED数码管及键盘管理器件的应用

国外电子元器件熊为霞谭文若发布时间：2007-05-25 18:33

摘要：介绍了LED数码管及键盘管理器ZLG7289A的原理与应用。该芯片具有SPI串行接口，可同时驱动８位共阴式数码管（或64只独立LED），还可连接多达６４键的键盘矩阵，单块芯片即可完成ＬＥＤ显示、键盘接口等全部功能。文章给出了ZLG7289A的特点、引脚功能、指令说明和经典电路，并以单片机AT89C51为例，给出了其接口电路及相应源程序。

关键词：ZLG7289A；LED显示；键盘接口；SPI

１　概述

ＺＬＧ７２８９Ａ是广州周立功单片机发展有限公司自行设计的、具有ＳＰＩ串行接口功能的、可同时驱动８位共阴式数码管(或６４只独立ＬＥＤ)的智能显示驱动芯片。该芯片同时可连接多达６４键的键盘矩阵。单块芯片即可完成ＬＥＤ显示以及键盘接口的全部功能。

ＺＬＧ７２８９Ａ内部含有译码器，可直接接收ＢＣＤ码或１６进制码,并同时具有２种译码方式,此外还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。

通过ＺＬＧ７２８９Ａ自身所具有的片选信号，可以方便地实现多于８位显示或多于６４键的键盘接口。该芯片的主要特性如下：

●带有串行接口，无需外围元件即可直接驱动ＬＥＤ；

●各位可独立控制译码／不译码及消隐和闪烁属性；

●具有(循环)左移／(循环)右移指令；

●具有段寻址指令,可方便地控制独立的ＬＥＤ显示器；

●内含６４键键盘控制器以及去抖动电路；

●可完全替代其它公司的８２７９、８１５５、８２５５等系列显示器件。

２　引脚说明

ＺＬＧ７２８９Ａ芯片具有标准的ＤＩＰ２８和ＳＯＩＣ２８两种封装形式。其引脚排列如图１所示，各引脚的功能说明见表１所列。

表1ZLG7289A引脚功能说明

引脚名称说明
1，2VDD正电源
3，5NC不连接，必须悬空
4VSS接地
6CS片选输入。此脚为低电平时，可向芯片发送指令及读取键盘数据
7CLK同步时钟输入端。向芯片发送数据及读取键盘数据时，此引脚电平上升沿表示数据有效
8DATA串行数据输入/输出端。当芯片接收指令时，此引脚为输入端；当读取键盘数据时，此引脚在读指令最后一个时钟的下降沿变为输出端。
9KEY按键有效输出端。平时为高电平，当检测到有效按键时，此引脚变为低电平
10～16SG～SA段ga驱动输出
17DP小数点驱动输出
18～25DIG0～DIG7数字0～7驱动输出
26CLKOUT振荡输出端
27RCRC振荡器连接端
28RESET复位端。低电平有效，当RESET端由低电平变为高电平后，ZLG7289A大约经过18～25ms的时间才会进入正常工作状态

３　控制指令说明

ＺＬＧ７２８９Ａ的控制指令分为二大类：纯指令和带有数据的指令。

３．１纯指令

纯指令包括复位（清除）指令（０Ａ４Ｈ）、测试指令（０ＢＦＨ）、左移指令（０Ａ１Ｈ）、右移指令（０Ａ０Ｈ）、循环左移指令（０Ａ３Ｈ）、循环右移指令（０Ａ２Ｈ）等。下面以复位（清除）指令（０Ａ４Ｈ）为例来进行说明，该指令的格式如下：

D7D6D5D4D3D2D1D0
10100100

当ＺＬＧ７２８９Ａ接收到该指令后，将所有的显示清除，所有设置的字符消隐、闪烁等属性也被一起清除。执行该指令后，芯片所处的状态与系统上电后所处的状态一样。

３．２带有数据的指令

(１)下载数据且按方式０译码指令

该指令的格式如下：

D7D6D5D4D3D2D1D0
10000a2a1a0
D7D6D5D4D3D2D1D0
DPXXXd3d2d0d1

该命令由二个字节组成。前半部分为指令，其中ａ２ａ１ａ０为位地址，ｄ０～ｄ３为数据。具体分配方式如表２所列。当系统接收到此指令时(ＺＬＧ７２８９Ａ将按译码方式０进行译码)具体的译码方式如表３所列。小数点的显示可由ＤＰ位控制，ＤＰ为１时，小数点显示，ＤＰ为０时，小数点不显示。在该指令格式中，ｘ表示没有影响。

表2位地址分配表

a2a1a0显示位
0001
0012
0103
0114
1005
1016
1107
1118

表3译码方式表

d0～d3d3d2d1d07段显示
00H00000
01H00111
02H00002
03H00113
04H01004
05H01015
06H01106
07H01117
08H10008
09H10019
0AH1010-
0BH1011E
0CH1100H
0DH1101L
0EH1110P
0FH1111空无显示

(２)下载数据且按方式１译码指令

这种指令与上一个指令基本相同。所不同的是，该指令的ｄ０～ｄ３对应的数据位０ＡＨ～０ＦＨ分别为七段显示中的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ。该指令的具体格式如下：

D7D6D5D4D3D2D1D0
11001a2a1a0
D7D6D5D4D3D2D1D0
DPXXXd3d2d0d1

(３)读键盘数据指令

该指令从ＺＬＧ７２８９Ａ读出当前的按键代码，格式如下：

D7D6D5D4D3D2D1D0
00010101
D7D6D5D4D3D2D1D0
d7d6d5d4d3d2d0d1

与其它指令不同的是，此命令的前一个字节０００１０１０Ｂ为单片机传送到ＺＬＧ７２８９Ａ的指令，而后一个字节ｄ０～ｄ７则为ＺＬＧ７２８９Ａ返回的按键代码。其范围为０～３ＦＨ（无键按下时为０ｘＦＦ）。在此指令的前半段，ＺＬＧ７２８９Ａ的ＤＡＴＡ引脚处于高阻输入状态，可以用来接收来自微处理器的指令；在指令的后半段，ＤＡＴＡ引脚从输入状态转为输出状态，此时将输出键盘代码的值。故微处理器连接到ＤＡＴＡ引脚的Ｉ／Ｏ口应当有一个从输出态到输入态的转换过程。

当ＺＬＧ７２８９Ａ检测到有效的按键时，ＫＥＹ脚将从高电平变为低电平，并一直保持到按键结束。在此期间，如果ＺＬＧ７２８９Ａ接收到“读键盘数据指令”，则输出当前按键的键盘代码；如果在接收到“读键盘数据指令”时没有有效按键，ＺＬＧ７２８９Ａ将输出ＦＦＨ（１１１１１１１１Ｂ）。

（４）其它指令

除以上几个指令外，ＺＬＧ７２８９Ａ还具有下载数据但不译码、闪烁控制、消隐控制、段点亮指令、段关闭等指令，限于篇幅，此处不再详述。

４　典型应用

ＺＬＧ７２８９Ａ的典型应用电路如图２所示，图中，ＺＬＧ７２８９Ａ应连接共阴式数码管，应用中无需用到的数码管和键盘可以不连接，因而可省去数码管。此外，设置消隐属性也不会影响键盘的使用。

由于ＺＬＧ７２８９采用的是循环扫描的工作方式，因此，如果采用普通的数码管，亮度可能不够，故应采用高亮度或超高亮度的数码管，且尺寸也不宜选的过大，一般字符高度不超过１英寸，如使用大型的数码管，则应选用适当的驱动电路。

ＺＬＧ７２８９Ａ的ＲＥＳＥＴ复位端在一般情况下，可以直接和ＶＣＣ相连；而在需要较高可靠性的情况下，则可以连接外部复位电路或直接由ＭＣＵ控制。在上电或ＲＥＳＥＴ端由低电平变为高电平后，通常要经过大约１８～２５ｍｓ的时间，ＺＬＧ７２８９Ａ才会进入正常工作状态。

５　应用实例

图３是以ＡＴ８９Ｃ５１单片机为例给出的ＺＬＧ７２８９Ａ与单片机的接口电路。图中，ＡＴ８９Ｃ５１所用时钟频率为１２ＭＨｚ如果使用不同的ＣＰＵ时钟频率，则应注意调整延时时间。下面给出的是该系统的部分程序：

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ＲＡＭ定义

ＢＩＴ_ＣＯＵＮＴＤＡＴＡ０７ＦＨ

ＴＩＭＥＲＤＡＴＡ０７ＥＨ

ＴＩＭＥＲ１ＤＡＴＡ０７ＤＨ

ＴＥＮＤＡＴＡ０７ＣＨ

ＤＡＴＡ_ＩＮＤＡＴＡ０２０Ｈ

ＤＡＴＡ_ＯＵＴＤＡＴＡ０２１Ｈ

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊Ｉ／Ｏ定义

ＤＡＴＢＩＴＰ０．６;ＺＬＧ８２７９Ａ的ＤＡＴＡ，连接ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ０．６

ＫＥＹＢＩＴＰ０．７；ＺＬＧ８２７９Ａ的ＫＥＹ，连接ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ０．７

ＣＳＢＩＴＰ０．４；ＺＬＧ８２７９Ａ的ＣＳ，连接ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ０．４

ＣＬＫＢＩＴＰ０．５；ＺＬＧ８２７９Ａ的ＣＬＫ，连接ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ０．５

ＯＲＧ００００Ｈ

ＡＪＭＰＳＴＡＲＴ

ＯＲＧ００３０Ｈ

ＳＴＡＲＴ：ＭＯＶＳＰ，＃２ＦＨ；堆栈定义

ＭＯＶＰ１，＃１１０１１０１１Ｂ；Ｉ／Ｏ初始化

ＭＯＶＴＩＭＥＲ，＃５０；２５ｍｓ定时

ＳＴＡＲＴ_ＤＥＬＡＹ：ＭＯＶＴＩＭＥＲ１，＃２５５

ＳＴＡＲＴ_ＤＥＬＡＹ１：ＤＪＮＺＴＩＭＥＲ１，ＳＴＡＲＴ_ＤＥＬＡＹ１

ＤＪＮＺＴＩＭＥＲ，ＳＴＡＲＴ_ＤＥＬＡＹ

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃１０１００１００Ｂ;复位指令

ＣＡＬＬＳＥＮＤ；发指令到ＺＬＧ８２７９Ａ

ＳＥＴＢＣＳ;恢复ＣＳ高电平

ＭＡＩＮ:ＪＢＫＥＹ,ＭＡＩＮ;是否有键按下

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃０００１０１０１Ｂ;有键按下，发读键盘指令

ＣＡＬＬＳＥＮＤ

ＣＡＬＬＲＥＣＥＩＶＥ

ＳＥＴＢＣＳ;ＣＳ置高电平

ＭＯＶＢ,＃１０;１６进制到ＢＣＤ码转换

ＭＯＶＡ,ＤＡＴＡ_ＩＮ

ＤＩＶＡＢ

ＭＯＶＴＥＮ,Ａ

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃１０１００００１Ｂ;左移指令

ＣＡＬＬＳＥＮＤ

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃１０１００００１Ｂ

ＣＡＬＬＳＥＮＤ

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃１００００００１Ｂ;下载数据且译码指令

ＣＡＬＬＳＥＮＤ

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＯＵＴ,ＴＥＮ;发送十位数字到ＺＬＧ８２７９Ａ

ＣＡＬＬＳＥＮＤ

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃１０００００００Ｂ;下载数据且译码指令

ＣＡＬＬＳＥＮＤ

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＯＵＴ,Ｂ;发送个位数字到ＺＬＧ８２７９Ａ;

ＣＡＬＬＳＥＮＤ

ＳＥＴＢＣＳ

ＷＡＩＴ:ＪＮＢＫＥＹ,ＷＡＩＴ;等待按键松开

ＪＭＰＭＡＩＮ

；＊＊＊＊发送一个字节到ＺＬＧ８２７９Ａ，高位在前

ＳＥＮＤ：ＭＯＶＢＩＴ_ＣＯＵＮＴ，＃８；记数器设定

ＣＬＲＣＳ；ＣＳ置低电平

ＣＡＬＬＬＯＮＧ_ＤＥＬＡＹ；长延时子程序

ＳＥＮＤ_ＬＯＯＰ：ＭＯＶＣ，ＤＡＴＡＯＵＴ．７；输出１位

ＭＯＶＤＡＴ，Ｃ

ＳＥＴＢＣＬＫ；ＣＬＫ置高电平

ＭＯＶＡ，ＤＡＴＡ_ＯＵＴ；待发送数据左移

ＲＬＡ

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＯＵＴ，Ａ

ＣＡＬＬＳＨＯＲＴ_ＤＥＬＡＹ；短延时子程序

ＣＬＲＣＬＫ；ＣＬＫ置低电平

ＣＡＬＬＳＨＯＲＴ_ＤＥＬＡＹ

ＤＪＮＺＢＩＴ_ＣＯＵＮＴ，ＳＥＮＤ_ＬＯＯＰ；８位是否发送完毕

ＣＬＲＤＡＴ；发送完毕，返回

ＲＥＴ

；＊＊＊接收一个字节到ＺＬＧ８２７９Ａ，高位在前

ＲＥＣＥＩＶＥ：ＭＯＶＢＩＴ_ＣＯＵＮＴ，＃８；记数器设定

ＳＥＴＢＤＡＴ；设定Ｐ１．２（ＤＡＴＡ）为高电平输入状态

ＣＡＬＬＬＯＮＧ_ＤＥＬＡＹ；

ＲＥＣＥＩＶＥ_ＬＯＯＰ:ＳＥＴＢＣＬＫ;ＣＬＫ置高电平

ＣＡＬＬＳＨＯＲＴ_ＤＥＬＡＹ

ＭＯＶＡ,ＤＡＴＡ_ＩＮ;数据左移

ＲＬＡ

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＩＮ,Ａ

ＭＯＶＣ,ＤＡＴ;读取一位数据

ＭＯＶＤＡＴＡ_ＩＮ．０,Ｃ

ＣＬＲＣＬＫ

ＣＡＬＬＳＨＯＲＴ_ＤＥＬＡＹ

ＤＪＮＺＢＩＴ_ＣＯＵＮＴ,ＲＥＣＥＩＶＥ_ＬＯＯＰ;８位是否接收完毕

ＣＬＲＤＡＴ;重设ＤＡＴ口为低电平（输出状态）

ＲＥＴ

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊延时子程序

ＬＯＮＧ_ＤＥＬＡＹ:ＭＯＶＴＩＭＥＲ,＃２５;设定延时时间为５０μｓ

ＤＥＬＡＹ_ＬＯＯＰ:ＤＪＮＺＴＩＭＥＲ,ＤＥＬＡＹ_ＬＯＯＰ

ＲＥＴ

ＳＨＯＲＴ_ＤＥＬＡＹ:ＭＯＶＴＩＭＥＲ,＃４;设定延时时间为５０μｓ

ＳＨＯＲＴ_ＬＰ:ＤＪＮＺＴＩＭＥＲ,ＳＨＯＲＴ_ＬＰ

ＲＥＴ

ＥＮＤ

６　结束语

ＺＬＧ８２７９Ａ具有的特点和丰富的指令系统，使得由其组成的ＬＥＤ显示和键盘电路具有外围电路简单，功能强大，使用方便，可靠性高，与ＭＣＵ接口简单等特点，是ＬＥＤ显示和键盘电路的首选器件。笔者利用该芯片制作的“学生提问指示仪”，经使用，效果良好。

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