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显示器接口技术 键盘显示器接口 可编程键盘/显示器接口芯片8279 第 9 章 键盘显示器接口技术 本章内容 键盘接口技术 9.3 82799.3 8279接口芯片接口芯片 Intel专用键盘、显示器接口芯片8279能完成对键盘、显示器的自动扫描 ，能自动消除按键抖动、自动识别按键，减轻CPU的负担。 一、8279的内部结构 由键盘输入、显示器 输出以及相应的寄存 器和控制电路组成。 8279的内部结构 1数据缓冲器及I/O控制逻辑 接单片机的数据总线，传送数据、命令和状态，引脚为D0D7。 读写控制，片选及端口选择 2控制与定时寄存器及定时控制 有一个5位计数器，对外部输入的时钟信号分频得到内部所需的 100KHz时钟，提供键盘扫描和显示扫描时间。 用来存放8279的命令字，控制8279各部件协调工作。 3扫描计数器 提供的键盘键盘 和显显示器扫描信号，有： 外部译码方式 内部译码方式 8279的内部结构 也称译码方式，直接从SL0SL3输出4位扫描信号，扫描键盘/显示器 。 内部译码产生的译码信号比外部译码少得多。 4回复缓冲器、键盘去抖动与控制电路 RL0RL7，回复线用来捕捉闭合键、去抖动、延时10ms，并将键盘数 据（键值）存入8279的内部FIFO（先进先出）缓冲存储器RAM中。 5FIFO/传感器及其状态寄存器 也称编码方式，4位计数器从 SL0SL3输出，经外部译码器 （如4-16译码器74LS154）译 码后形成16位扫描信号，扫描 键盘和显示器。 外部译码方式: 内部译码方式: FIFO RAM是FIFO存储器，能存放8个键盘数据，遵循先入先出的原则 。 8279的内部结构 6显示RAM和显示地址寄存器 8279提供有16个单元的显示缓冲器，将显示数据写入显示RAM后， 8279会自动将显示RAM中的16个数据轮流从显示寄存器输出，与显示扫 描信号配合，达到动态显示的目的。 显示寄存器8个输出引脚OUTA3OUTA0及OUTB3OUTB0，组成 一个字节字形码时，对应D7D4、D3D0。也可分为A、B两组分别输 出4位BCD码，经外部BCD码译码/驱动器后接显示器。 16个显示RAM单元的地址为015。 双向数据口D7D0 写入：命令字、字型码（段码）； 读出：状态字、键盘数据（键值） 输出口OUTA、OUTB 段码输出口，显示字符。或输出BCD码。 回复线RL7RL0 键盘列扫描时的行信号，提供行码 扫描线SL30 提供键盘/显示器扫描信号。键盘列码， 显示器位选码。 控制线 见表 二、8279的引脚功能 1）与8031的接口 D0D7；读、写、片选等 2）与键盘接口 回复线RL0RL7；功能扩展CNTL、SHIFT。 3）与显示器接口 OUTA03、OUTB03；扫描信号SL03。 8279芯片控制引脚 三、8279的工作方式 1键盘的工作方式 1）双键互锁方式 有两键或多个键同时按下，则它只识别最后一个释放的键，并把 该键的键值送入FIFO RAM中。 2）N键轮回方式 若有多个键同时按下，这些键均被识别，并按键顺序将键值送入 FIFO RAM中。 2显示器工作方式 CPU将显示数据写入显示缓冲器RAM时，可设置为左端输入和右 端输入两种方式。左端输入为依次填入方式，右端输入为移位输入方 式。 8279内部显示缓冲器RAM共有16个单元（地址为015）。一个 RAM单元对应一个LED显示器，8279最多可以连接16位LED显示器， 可连8位或16位显示器两种方案。 显示方式 ： 左端输入又称左端填入方式显示字符。 右端输入又称右端移位方式显示字符。 8279的工作方式是通过命令字来设置的。8279共有8个命令字，1个状态 字。当CS=0、A0=1时，使用控制口。 命令字格式： “ 特征位设置位 ” 1. 键盘/显示方式设置命令字 用来设置键盘、显示器的工作方式。 D4D0位功能见教材。 注意： 左端输入、右端输入； 外部译码(外接译码器)、内部译码(直接使用扫描线)； 双键互锁、N键轮回。 四、8279的命令字 外部译码方式，SL0SL3接4-16译码器，可外接16位显示器、88 键盘；SL0SL2接3-8译码器，可外接8位显示器、88键盘。 内部译码方式，只能接4位显示器、48键盘。 设置为00H时，为外接8个显示器，采用外部译码扫描，双键互锁。 2. 时钟编程命令字 用来设置分频系数，使外部时钟分频达到8279所需的工作频率100kHz。 PPPPP用来设定分频系数，其值可在231之间。 8279内部时钟100KHz，若CLK输入的时钟为2MHz，则分频系数20 即PPPPP10100B，时钟编程命令字001 10100B34H。 3读FIFO/传感器RAM命令字 特征位RAM单单元地址自动动加1 此命令字用来设设置要读读的FIFO RAM单单元的地址 D7D6D5D4D3D2D1D0 010AIAAA 在键盘扫键盘扫 描方式时时，读读出数据按先进进先出的原则则，不需使用此命令 4读显示RAM命令字 用来设置要读的显示RAM单元的地址 D7D6D5D4D3D2D1D0 100AIAAAA 特征位显显示RAM地址自动动加1 设置读显示RAM后，CPU再读数据，该命令字常不要用。 5写显示RAM命令字 用来设置将显示数据写入显示RAM单元的地址(设置显示位置）： 用该命令字设置好显示RAM地址后，CPU写显示数据，即显示。 定位显示时，AI不用，每次写显示数据前，用此命令字设置RAM地址。 写显示 RAM例： 【例如】：定位显示，在显示器第3位显示字符“A”。 设控制口：7FFFH、数据口：7FFEH，共阴极。 【解】：设置显示RAM地址命令字 = 83H；显示A字型码 = 77H。 MOV DPTR，#7FFFH；控制口 MOV A，#83H；命令字 MOVX DPTR，A；写命令字 MOV DPTR，#7FFEH；数据口 MOV A，#77H；字形码 MOVX DPTR，A；写字型码 控制程序为： 6显示禁止写入/消隐命令字 用来设置禁止数据写入到显示RAM或向显示RAM写入空格（即熄灭） D7D6D5D4D3D2D1D0 101IWAIWBBLABLB A组消隐 B组禁止写入 A组禁止写入 特征位 B组消隐 当IWA1时，A组显示RAM禁止写入。IWB的用法相同，可屏 蔽B组显示器。实现半字节操作，如BCD码的显示。 BLA或BLB1，则对应的组显示熄灭。 注意：CF仅清键盘RAM ；CA兼清键盘、显示RAM。 7清除命令字 用来清除键盘缓冲RAM和显示缓冲RAM CF用于清除键盘缓冲RAM。CF1，将FIFO RAM清空（无数据状态） CA为总清位，CA1，键盘RAM清空，清显示RAM由D3，D2确定 对共阴极显示器清屏，命令字为C1H或D1H（11010001B） 8结束中断/出错方式设置命令字 用来设置中断结束及出错方式 D7D6D5D4D3D2D1D0 111E 特征位 该该命令字一般不用。 上述8个命令字写入8279命令寄存器，通过过特征位自动识别动识别 ，能自动动找 到相应应的寄存器，共用一个口地址控制口。 1. 8279的状态字 五、8279的状态字及键盘数据格式 读8279的控制口，得到8279的状态字。 状态字反映了键盘RAM的状态，指出键盘缓冲器中的数据个数等信息 DU为显示无效特征位。DU1，表示正在清显示，写入显示数据无效 。 S/E（D6）为错误特征位。S/E1 表示出现了多键同时按下错误。 O（D5）为溢出标志位。O1 表示输入数据已超过8个，发生了溢出。 U（D4）为空标志位。U1 表示FIFO RAM中无数据。 F（D3）为满标志位。F1 表示FIFO RAM中装满8个键盘数据。 N N N（D2、D1、D0）表示键盘数据的个数。 通过读状态字可以了解到键盘输入情况，用于查询键盘数据缓冲区。 查询键盘时，一般只要用后三位，不为0则有键按下了，可读键值； 为0则无键按下，不读，继续查询。 2. 键盘数据格式 键盘数据包括三个部分：列码（扫描）、行码（回复）、键盘扩展码。 读8279的数据口，得到键盘输入数据，即键值。 键盘扫描方式中，按下一个键产生一个键值进入FIFO RAM CNTL为控制键CNTL的状态。CNTL接一个按键，扩充键盘 SHIFT为控制键SHIFT的状态。SHIFT接一个按键，扩充键盘 CNTL 、SHIFT是8279的两个引脚，不用时接地，此时D70、D60 SCAN为扫描值，采用列扫描时为按下键所在的列号。 外部译码列扫描方式下，8列扫描值： 000、001、010、011、100、101、110、111（即列号07） RETURN为回送值，采用列扫描时为按下键所在的行号 由行线RL0RL7的状态确定。回送值编码为： 000、001、010、011、100、101、110、111（即行号07） 列扫描时 键盘数据格式 例如：按下的键在3行4列，则： 行号3，编码为RETURN011 列号4，编码为SCAN100 如D70、D60 键值00 100 011B23H 图8-23 88键盘的键值与键号 键盘应用举例: 【例如】：查询按键是数字“5”，将R7置FFH ，试编程实现。 【分析】：假设按键名=键值，列码+行码，则数字“5”应为键盘数据屏 蔽扩展码。 【解】：设8279控制口7FFFH；数据口7FFEH。 程序： MOV DPTR，#7FFFH MOV A，#0C2H MOVX DPTR，A MOVX A， DPTR JNB ACC.7，$ MOV A，#00H MOVX DPTR，A MOV A，#2AH MOVX DPTR，A MOV DPTR，#7FFEH MOVX A， DPTR ANL A，#3FH CJNE A，#05H ，LP MOV R7，#0FFH SJMP $ LP：MOV R7，#00H SJMP $ C2H为清除，00H为设工作方式，2AH为设分频系数 六、8279键盘显示器接口 键值数据中，只安排了3位表示列号（SCAN），最大8列；表示行号也只 有3位（RETURN），最大8行。因此8279的键盘最大是88个键，显示器 的最大配置是16位。 与CPU的接口 与键盘显示的接口 8279键盘显示器接口 1硬件连接 单片机的数据总线P0口接8279的数据口D0D7 地址总线的A0通过地址锁存器74LS373接8279的端口选择信号A0 8279的中断请求信号IRQ反相后接单片机的外部中断 1 与CPU的接口 P2.7接片选 读写信号对应相连 ALE接8279的时钟信号CLK，内部分频 CNTL、SHIFT不用，直接接地 8279键盘显示器接口 1硬件连接 键盘数据输入线RL0RL7接矩阵键盘 的行线，SL0SL2译码后的Y0、Y1接键盘 的列线，构成28键盘。 键盘为28的矩阵式键 盘，显示器为8位 8279的字形码输出线 OUTB0OUTB3、 OUTA0OUTA3通过驱 动接显示器的字选端a、b 、c、d、e、f、g、dp 扫描输出线SL0SL2 外接3-8译码器，译码输出 经过驱动接显示器的位选 端，作8个显示器的动态显 示扫描信号 与键盘显示的接口 8279键盘显示器接口 2软件设计 1）读读取键值键值 采用查询查询 方式时时，每次读键值读键值 前，先读读入8279状态态字，查查看状态态字 中的D3D0（这这4位反映FIFO RAM中是否有数）是否全为为0，若有一位非0 ，说说明FIFO RAM中有数据，可读读出键值键值 ；否则则，继续查询继续查询 。 采用中断方式时时，8279的中断请请求线线IRQ需经经反相器反相后，接单单片 机的外部中断。FIFO RAM中一输有数据，8279便向CPU申请中断。 CPU响应中断，在中断服务程序中读取键值。 2）键值 键盘的列扫描线接Y0、Y1，一列8个按键，故16个键的键值依次排列 为00H0FH，与键号一致。 3）显示 自动扫描显示，只要将字形码写入显示RAM中，便显示出相应的字符。 4）端口地址 由和A0确定 0，A00，选择数据端口，0，A01，选择控制端口 8279键盘显示器接口 2软件设计 4）端口地址 由和A0确定 0，A00，选择数据端口，0，A01，选择控制端口 写控制口为写入命令字，读控制口为读取状态字 写数据口为将显示字形码写入显示RAM，读数据口为读取键值 数据口地址为7FFEH，控制端口的地址为7FFFH。 5）程序设计 8279键盘显示程序首先是初始化，将8279的命令字写入控制口。一 般不需要写全部8个命令字，只要写与键盘显示有关的34个命令字即可 。其作用是设置工作方式、设置分频系数、设置写显示RAM的地址、清 键盘和显示RAM。 初始化后向8279写入显示字形码，有键按下在中断程序中读取键值 。 MOV DPTR，#7FFFH ；控制口地址 MOV A，#0D1H；清除命令字 MOVX DPTR，A；写清除命令字 WAIT：MOVX A，DPTR ；读状态字 JB ACC.7，WAIT；等清除完 MOV A，#00H；工作方式命令字 MOVX DPTR，A；写工作方式命令字 MOV A，#34H；分频命令字 MOVX DPTR，A；写分频命令字 SETB IT1；下降沿触发 SETB EA；CPU开中断 SETB EX1；开放外部中断1 LOOP: LCALL DISP；调显示子程序 SJMP LOOP PKEY：MOV DPTR，#7FFEH；数据口地址 MOVX A，DPT