智能顯示驅動芯片ZLG7289A

青島理工大學 王玉輝

引言

現(xiàn)代數(shù)字式智能儀器中，人機對話配置是不可缺少的組成部分，一般來說，人對儀器狀態(tài)的干預和數(shù)據(jù)輸入常用的設備是鍵盤，而儀器輸出運行狀態(tài)及運行結果常用的是LED/LCD顯示器和數(shù)碼管等。

廣州周立功單片機發(fā)展有限公司設計了一種新型鍵盤及數(shù)碼管控制芯片ZLG7289A。它是具有SPI串行接口功能的可同時驅動8位共陰極數(shù)碼管（或64只獨立LED）的智能顯示驅動芯片，該芯片同時可接多達64個鍵的鍵盤矩陣。只用單片機即可完成LED顯示，鍵盤接口的全部功能。ZLG7289A內部含有譯碼器，可直接接受BCD碼或16進制碼，并同時具有2種譯碼方式。此外，還有多種控制指令，如消隱，閃爍，左移，右移等指令。ZLG7289A具有片選信號，可方便的實現(xiàn)多于8位的顯示或多于64個鍵的鍵盤接口。

ZLG7289A技術特點：

1)串行接口，無須外圍元件可直接驅動LED。

2)各位獨立控制譯碼/不譯碼及消隱、閃爍功能。

3)左移、右移指令。

4)具有段尋址指令，方便控制獨立LED。

5)64鍵鍵盤控制器，內含去抖動電路。

ZLG7289A引腳說明

該芯片采用28腳DIP封裝，工作電壓為4.5-5.5V。引腳說明見表1。

指令介紹及時序圖

ZLG7289A的指令結構可以分為三種類型：純指令、帶有數(shù)據(jù)的指令和讀鍵盤數(shù)據(jù)指令。

ZLG7289A內部含有譯碼器，可直接接受BCD碼或16進制碼，并同時具有兩種譯碼方式。

① 不帶數(shù)據(jù)的純指令。
指令結構如表2所示。指令寬度為8個bit，即微處理器需發(fā)送8個CLK脈沖。例如：復位指令，測試指令，左、右移指令，循環(huán)左、右移指令。時序圖如圖1所示。

② 帶有數(shù)據(jù)的指令。

指令結構如表3所示。寬度為16個bit，即微處理器需發(fā)送16個CLK脈沖。命令由兩個字節(jié)組成。前半部分為指令，后半部分為數(shù)據(jù)。例如：閃爍控制、消隱控制、段點亮、關閉控制等指令。時序圖如圖2所示。

控制指令

數(shù)據(jù)指令

數(shù)據(jù)但不譯碼。指令結構見表4。

通過譯碼數(shù)據(jù)。指令結構見表5。

圖2 帶有數(shù)據(jù)的指令時序圖

③ 讀鍵盤數(shù)據(jù)指令

該指令從ZLG7289A讀出當前的鍵盤代碼。寬度為16個bit，前8個為微處理器發(fā)送到ZLG7289A的指令(指令結構為：D7D6D5D4D3D2D1D0=00010101)，后8個bit為ZLG7289A返回的鍵盤代碼（d7d6d5d4d3d2d1d0）。
執(zhí)行此指令時，ZLG7289A的DATA端在第9個CLK脈沖的上升沿變?yōu)檩敵鰻顟B(tài)，并與第16個脈沖的下降沿恢復為輸入狀態(tài)，等待接收下一個指令。時序圖如圖3所示。

圖3 讀取鍵盤指令

應用電路

硬件連接方法

如圖4所示為ZLG7289A的電路應用原理圖。單片機AT89C51的引腳P0.1-P0.4分別接到ZLG7289A的/CS，CLK，DIO，/KEY端。ZLG7289A應連接共陰極數(shù)碼管。在應用中用不到的鍵盤和數(shù)碼管可以不接。省去鍵盤和數(shù)碼管不會影響其它部分電路的正常工作。若想增加按鍵，只需將ZLG7289A的18-23引腳拉出，分別接到按鍵上即可。在按鍵電路中，應有下拉電阻，以提高驅動能力。

ZLG7289A需要一個外接晶體振蕩電路供系統(tǒng)工作典型值為fosc＝12MHz，c=15pF。

ZLG7289A的/RET復位端在一般應用情況下可以直接和VCC相連，在需要較高可靠性的情況下，可以連接一外部復位電路或直接由微處理器控制。在上電或RESET端由低電平變?yōu)楦唠娖胶?，ZLG7289A大約要經(jīng)過10-15秒的時間才會進入正常工作狀態(tài)。

因為芯片可直接驅動LED數(shù)碼管顯示，電流較大，且為動態(tài)掃描方式。為提高電路抗干擾能力、減小電源噪聲干擾，應用時可在電源的正負極并入一個100 F的電容。

軟件實現(xiàn)

ZLG7289A采用串行方式與微處理器通訊，串行數(shù)據(jù)從DATA引腳送入芯片，并由CLK端同步。當片選信號變?yōu)榈碗娖胶?，DATA引腳上的數(shù)據(jù)在CLK引腳的上升沿被寫入7289的緩沖寄存器。

接口程序

下面一段是實用接口程序，程序編譯通過并經(jīng)過驗證。程序中延時程序時間控制以ZLG7289A外接12MHz晶體振蕩器為準。

void p_key(void)
{
if (key==0)
{
s_buf=0x15; //有鍵按下
send();
receive();
a=r_buf;
cs=1;
s_buf=0xa1; //左移
send();
cs=1;
s_buf=0x81;//數(shù)據(jù)且譯碼
send();
s_buf=a;
send();
cs=1;
}
void receive(void)
{
dio=1;
rr0=8; //串行接收
goon1: clk=1;
delay(8);
CY=dio;
aa=r_buf;
aa=(aa<<1);
r_buf=aa;
clk=0;
delay(8);
rr0=rr0-1;
if (rr0==0) goto goon1;
dio=0;
}

void send(void) //串行送數(shù)
{
rr0=8;
cs=0;
delay(50);
go_on: aa=s_buf;
aa=(aa<<1);
s_buf=aa;
dio=CY;
delay(50);
clk=1;
delay(8);
clk=0;
delay(8);

rr0=rr0-1;
if (rr0!=0) goto go_on;
dio=0;
}
void delay(nn)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<nn;i++) {;}

}