對(duì)CH451的概念、操作命令、硬件連接與實(shí)例的詳解

1) CH451簡介

CH451可用于LED數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)、鍵盤掃描控制、μP監(jiān)控電路等領(lǐng)域。芯片封裝包括雙列直插DIP28、SOP28以及DIP24S封裝。其內(nèi)置RC振蕩電路，可以直接動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管或者64位LED，具有BCD譯碼或不譯碼功能，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)、各數(shù)字獨(dú)立閃爍等控制功能。CH451內(nèi)置大電流驅(qū)動(dòng)級(jí)，段電流不小于30 m A，字電流不小于160mA，并有16級(jí)亮度控制功能。該器件內(nèi)置64鍵鍵盤控制器，可實(shí)現(xiàn)8×8矩陣鍵盤掃描，并內(nèi)置去抖動(dòng)電路，可提供按鍵中斷與按鍵釋放標(biāo)志位等功能。CH451可選擇簡潔的1線串行接口或高速4線串行接口，且內(nèi)置上電復(fù)位，可提供高電平有效復(fù)位和低電平有效復(fù)位兩種輸出，同時(shí)內(nèi)置看門狗電路。整合了數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描控制以及μP監(jiān)控的多功能外圍芯片。用CH45l擴(kuò)展鍵盤顯示接口，具有接口簡單、占用CPU資源少、外圍器件簡單、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，可在各種單片機(jī)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

2）CH451操作命令介紹

CH451共有11條操作命令，每條操作命令均為12位，其中高4位為標(biāo)識(shí)碼，低8位為參數(shù)，x可為任意值(下同)

空操作(0000xxxxxxxxB)

空操作命令對(duì)CH451不產(chǎn)生任何影響，該命令可以在多個(gè)CH451級(jí)聯(lián)的應(yīng)用中透過前級(jí)CH451向后級(jí)cH451發(fā)送操作命令，而不影響前級(jí)cH451的狀態(tài)。例如，要將操作命令001000000001B發(fā)送給兩級(jí)級(jí)聯(lián)電路中的后級(jí)CH45l(后級(jí)CH451的DIN引腳連接到前級(jí)CH451的DOUT引腳)，只要在該操作命令后添加空操作命令000000000000B再發(fā)送，那么，該操作命令將經(jīng)過前級(jí)cH451到達(dá)后級(jí)cH451，而空操作命令留給了前級(jí)CH451。另外，為了在不影響CH45l的前提下變化DCLK以清除看門狗計(jì)時(shí)器，也可以發(fā)送空操作命令。在非級(jí)聯(lián)的應(yīng)用中，空操作命令可只發(fā)送高4位。

芯片內(nèi)部復(fù)位(001000000001B)

內(nèi)部復(fù)位命令可將CH451的各個(gè)寄存器和各種參數(shù)復(fù)位到默認(rèn)的狀態(tài)。芯片上電時(shí)，CH45l均被復(fù)位，此時(shí)各個(gè)寄存器均復(fù)位為0，各種參數(shù)均恢復(fù)為默認(rèn)值。

字?jǐn)?shù)據(jù)左移(001100000000B)

字?jǐn)?shù)據(jù)左移命令將CH45l的字?jǐn)?shù)據(jù)左移一次，即從DIGO向DIG7移動(dòng)一位，然后最右邊的DIG0補(bǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)00H。例如，在數(shù)碼管DIG7～I(xiàn))IGO顯示“87654321”時(shí)，執(zhí)行字?jǐn)?shù)據(jù)左移命令，顯示變?yōu)椤?65432l”(不譯碼方式)或者“76543210”(BCD譯碼方式)。

字?jǐn)?shù)據(jù)右移(001100000010B)

字?jǐn)?shù)據(jù)右移命令將cH45l的字?jǐn)?shù)據(jù)右移一次，即從DIG7向DIGO移動(dòng)一位，然后最左邊的DIG7補(bǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)00H。例如，在數(shù)碼管DIG7～DIGO顯示“8”7654321”時(shí)，執(zhí)行字?jǐn)?shù)據(jù)右移命令，顯示變?yōu)椤?765432”(不譯碼方式)或者“08765432”（BCD譯碼方式)。

字?jǐn)?shù)據(jù)左循環(huán)(001100000001B)

字?jǐn)?shù)據(jù)左循環(huán)命令將CH451的字?jǐn)?shù)據(jù)左循環(huán)一次，即從DIGO向DIG7移動(dòng)一位，然后最右邊的DIGO補(bǔ)進(jìn)原DIG7的數(shù)據(jù)。例如，在數(shù)碼管DIG7-DIGO顯示“8”765432l”時(shí)，執(zhí)行字?jǐn)?shù)據(jù)左循環(huán)命令，顯示變?yōu)椤?6543218”。

字?jǐn)?shù)據(jù)右循環(huán)(001100000011B)

字?jǐn)?shù)據(jù)右循環(huán)命令將CH451的字?jǐn)?shù)據(jù)右循環(huán)一次，即從DIG7向DIGO移動(dòng)一位，然后最左邊的DIG7補(bǔ)進(jìn)原DIG0的數(shù)據(jù)。例如，在數(shù)碼管DIG7-DIGO顯示“8765432l”時(shí)，執(zhí)行字?jǐn)?shù)據(jù)右循環(huán)命令，顯示變?yōu)椤?8765432"。

設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)(010000000WDOG][KEYB][DIsP]B)

該命令用于設(shè)定cH451的系統(tǒng)級(jí)參數(shù)，如看門狗使能wDOG，鍵盤掃描使能KEYB，顯示驅(qū)動(dòng)使能DISP。各個(gè)參數(shù)均可通過1位數(shù)據(jù)來進(jìn)行控制，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)位置為1可啟用該功能，否則關(guān)閉該功能(默認(rèn)值)。

設(shè)定顯示參數(shù)(0101[MoDE][LIMIT][INTENSITY]B)

此命令用于設(shè)定CH45l的顯示參數(shù)，如譯碼方式MODE(1位)、掃描極限LIMIT(3位)、顯示亮度INTENSITY(4位)等。譯碼方式MODE為1時(shí)選擇BcD譯碼方式，為0時(shí)選擇不譯碼方式。CH451默認(rèn)工作于不譯碼方式，此時(shí)8個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中字節(jié)數(shù)據(jù)的位7-位0分別對(duì)應(yīng)8個(gè)數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)和段G～段A，當(dāng)數(shù)據(jù)位為1時(shí)，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段(或發(fā)光管)點(diǎn)亮；數(shù)據(jù)位為O時(shí)熄滅。cH451工作于BcD譯碼方式主要應(yīng)用于數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)只要給出二進(jìn)制數(shù)的BcD碼，便可由CH451將其譯碼，并直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管以顯示對(duì)應(yīng)的字符。BcD譯碼方式是對(duì)數(shù)據(jù)寄存器中字節(jié)數(shù)據(jù)的位4～位0進(jìn)行兼容BcD的譯碼，可用于控制段驅(qū)動(dòng)引腳SEG6～SEGO的輸出，它們對(duì)應(yīng)于數(shù)碼管的段G-段A，同時(shí)可用字節(jié)數(shù)據(jù)的位7控制段來驅(qū)動(dòng)引腳SEG7的輸出以對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)，字節(jié)數(shù)據(jù)的位6和位5不影響B(tài)cD譯碼的輸出，它們可以是任意值。將位4～位0進(jìn)行BCD譯碼可顯示以下28個(gè)字符，其中00000B-0ll11B分別對(duì)應(yīng)于“0～F”，10000B-11010B分別對(duì)應(yīng)于“”空格、“+”、+或加號(hào)、“一”或減號(hào)、“=”等于號(hào)、“左方括號(hào)”、“右方括號(hào)”、“一”下劃線、“H”、“L”、“P”、“．”小數(shù)點(diǎn)、其余值為空格。

掃描極限uMIT控制位00lB～1l1B和000B(默認(rèn)值)可分別設(shè)定掃描極限1～7和8。顯示亮度INTENSITY控制位的0001B～1111B和0000B(默認(rèn)值)則用于分別設(shè)定顯示驅(qū)動(dòng)占空比1／16～15／16和16／16，以實(shí)現(xiàn)16級(jí)顯示亮度控制。

設(shè)定閃爍控制(0110[D7s1][D6S][D5s][D4S][D3S][D2S][D1S][D0S]B)

設(shè)定閃爍控制命令用于設(shè)定CH451的閃爍顯示屬性，其中D7s-130S分別對(duì)應(yīng)于8個(gè)字驅(qū)動(dòng)DIG7～DIGO。閃爍屬性D7s-DOS分別通過l位數(shù)據(jù)控制，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)位置為1可使能閃爍顯示，否則為正常顯示，不閃爍(默認(rèn)值)。

加載字?jǐn)?shù)據(jù)(1[DIG-ADDR]DIG—DATAlB)

加載字?jǐn)?shù)據(jù)命令用于將字節(jié)數(shù)據(jù)DIG_DATA(8位)寫入DIG_ADDR(3位)指定的數(shù)據(jù)寄存器中。DIG_ADDR的000B-111B分別用于指定數(shù)據(jù)寄存器的地址O～7，并分別對(duì)應(yīng)于DIGO-DIG7引腳驅(qū)動(dòng)的8個(gè)數(shù)碼管。DIG_DATA為待寫入的字節(jié)數(shù)據(jù)。

讀取按鍵代碼(0111xxxxxxxxB)

讀取按鍵代碼命令用于獲得cH451最近檢測到的有效按鍵的按鍵代碼。該命令是唯一的具有數(shù)據(jù)返回的命令，CH451通常從DOUT引腳輸出按鍵代碼，按鍵代碼總是7位數(shù)據(jù)，最高位是狀態(tài)碼，位5～位O是掃描碼。讀取按鍵代碼命令的位數(shù)據(jù)B7-B0可以是任意值，所以控制器可以將該操作命令縮短為4位數(shù)據(jù)Bl1～B8。例如，CH451檢測到有效按鍵并中斷時(shí)，如按鍵代碼是5EH，則先向CH451發(fā)出讀取按鍵代碼命令011lB，然后再從DOUT獲得按鍵代碼5EH。

CH451所提供的按鍵代碼為7位，位2一位O是列掃描碼，位5～位3是行掃描碼，位6是狀態(tài)碼(鍵按下為1，鍵釋放為O)。例如，連接DIG3與SEG4的鍵被按下時(shí)，按鍵代碼為63H，鍵被釋放后，按鍵代碼是23H。單片機(jī)可以在任何時(shí)候讀取按鍵代碼，但一般在CH451檢測到有效按鍵而產(chǎn)生鍵盤中斷時(shí)讀取按鍵代碼，此時(shí)按鍵代碼的位6總是1。另外，如果需要了解按鍵何時(shí)釋放，單片機(jī)可以通過查詢方式定期讀取按鍵代碼，直到按鍵代碼的位6為0。表1是連接在DIG7-DIGO與SEG7-SEGO之間的鍵被按下時(shí)，CH451所提供的按鍵代碼。這些按鍵代碼具有一定的規(guī)律，如果需要鍵被釋放時(shí)的按鍵代碼，可將表2中的按鍵代碼的位6置0，也可將表中的按鍵代碼減去40H。應(yīng)注意的是CH451不支持組合鍵，也就是說，同一時(shí)刻，不能有兩個(gè)或者更多的鍵被按下。

表1 CH451按鍵代碼

3) 硬件連接

CH451能夠一次性驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管，與單片機(jī)串行通信。支持?jǐn)?shù)碼管的左移，右移，左循環(huán)，右循環(huán)，獨(dú)立閃爍，16級(jí)亮度控制等功能。是單片機(jī)控制多個(gè)數(shù)碼管的得力助手，現(xiàn)將MEGA16單片機(jī)（MEGA16是AVR單片機(jī)，改程序稍加修改可以應(yīng)用到8051單片機(jī)，PIC單片機(jī)，MSP430單片機(jī)上）驅(qū)動(dòng)CH451的程序發(fā)布，希望能有所用。CH451的詳細(xì)資料可去官方網(wǎng)站下載。圖1為硬件連接電路圖。

圖1： CH451與LED數(shù)碼管連接電路圖

四)程序?qū)嵗?/p>

AVRCH451驅(qū)動(dòng)程序頭文件

#ifndef_CH451_H

#define_CH451_H

#include

//CH451命令宏定義

#defineCH451_RESET0x0201//復(fù)位

#defineCH451_LEFT MOV 0x0300//設(shè)置移動(dòng)方式-左移

#defineCH451_LEFTCYC0x0301//設(shè)置移動(dòng)方式-左循

#defineCH451_RIGHT MOV 0x0302//設(shè)置移動(dòng)方式-右移

#defineCH451_RIGHTCYC0x0303//設(shè)置移動(dòng)方式-右循

#defineCH451_SYSOFF0x0400//關(guān)顯示、鍵盤、看門狗

#defineCH451_SYSON10x0401//開顯示

#defineCH451_SYSON20x0403//開顯示、鍵盤

#defineCH451_SYSON30x0407//開顯示、鍵盤、看門狗功能

#defineCH451_DSP0x0500//設(shè)置默認(rèn)顯示方式

#defineCH451_BCD0x0580//設(shè)置BCD譯碼方式

#defineCH451_TWINKLE0x0600//設(shè)置閃爍控制

#defineCH451_KEY0x0700//讀鍵盤代碼

#defineCH451_DIG00x0800//數(shù)碼管位0顯示

#defineCH451_DIG10x0900//數(shù)碼管位1顯示

#defineCH451_DIG20x0A00//數(shù)碼管位2顯示

#defineCH451_DIG30x0B00//數(shù)碼管位3顯示

#defineCH451_DIG40x0C00//數(shù)碼管位4顯示

#defineCH451_DIG50x0D00//數(shù)碼管位5顯示

#defineCH451_DIG60x0E00//數(shù)碼管位6顯示

#defineCH451_DIG70x0F00//數(shù)碼管位7顯示

//端口宏定義

#defineDCLK(1<<;PA3)

#defineDIN(1<<;PA5)

#defineLOAD(1<<;PA7)

#defineDOUT(1<<;PE5)

#defineCH451_DCLK_HIGHPORTA|=DCLK//時(shí)鐘信號(hào)

#defineCH451_DCLK_LOWPORTA&=~DCLK

#defineCH451_DIN_HIGHPORTA|=DIN//數(shù)據(jù)輸入

#defineCH451_DIN_LOWPORTA&=~DIN

#defineCH451_LOAD_HIGHPORTA|=LOAD//命令加載信號(hào)，上升延激活

#defineCH451_LOAD_LOWPORTA&=~LOAD

#defineCH451_DOUTPINE&DOUT//鍵盤中斷和鍵值數(shù)據(jù)輸出

externucharKeyValue;//鍵值全局聲明

//函數(shù)申明

voidCH451_WriteCommand(uintCommand);//CH451寫命令函數(shù)

voidCH451_Init();//CH451初始化函數(shù)

voidCH451_GetKeyValue();//CH451鍵盤代碼讀取函數(shù)

voidCH451_DisplayDig(ucharDIG,ucharData,ucharPoint);//CH451顯示一位數(shù)碼管函數(shù)

#endif

AVR CH451驅(qū)動(dòng)程序文件

#include"CH451.h"

ucharKeyValue;//鍵值

//共陰數(shù)碼管編碼表

constucharDSYCode[18]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,//0,1,2,3

0x66,0x6D,0x7D,0x07,//4,5,6,7

0x7F,0x6F,0x77,0x7C,//8,9,A,b

0x39,0x5E,0x79,0x71,//C,d,E,F

0x40,0x00};//-,全滅

constuintDigCode[8]={CH451_DIG0,CH451_DIG1,CH451_DIG2,CH451_DIG3,

CH451_DIG4,CH451_DIG5,CH451_DIG6,CH451_DIG7};

//鍵盤編碼表

constucharKeyCode[16]={0x40,0x41,0x42,0x43,//0,1,2,3

0x48,0x49,0x4A,0x4B,//4,5,6,7

0x50,0x51,0x52,0x53,//8,9,A,B

0x58,0x59,0x5A,0x5B};//C,D,E,F

//CH451寫命令函數(shù)

voidCH451_WriteCommand(uintCommand){

uchari;

CH451_LOAD_LOW;//命令開始

for(i=0;i<12;i++){//送入12位數(shù)據(jù)，低位在前

if(Command&0x0001)CH451_DIN_HIGH;//輸出低位數(shù)據(jù)

elseCH451_DIN_LOW;

CH451_DCLK_LOW;

Command>>=1;//數(shù)據(jù)右移一位

CH451_DCLK_HIGH;//上升沿有效

}

CH451_LOAD_HIGH;//加載數(shù)據(jù)

}

//CH451初始化函數(shù)

voidCH451_Init(){

CH451_DIN_LOW;//低電平使能串行接口

CH451_DIN_HIGH;

CH451_WriteCommand(CH451_RESET);//復(fù)位CH451

CH451_WriteCommand(CH451_SYSON2);//開顯示、鍵盤

DDRE&=~DOUT;//PE5輸入方向

EICRB|=(1<

EIMSK|=(1<

}

//CH451鍵值讀取函數(shù)

voidCH451_GetKeyValue(){

uchari;

ucharGetKeyValue=0x00;//鍵盤代碼

CH451_WriteCommand(CH451_KEY);//發(fā)送讀取鍵值命令

for(i=0;i<7;i++){

GetKeyValue<<=1;

if(CH451_DOUT)GetKeyValue|=1;//從高到低讀入451的數(shù)據(jù)

elseGetKeyValue|=0;

CH451_DCLK_LOW;//下降沿有效

CH451_DCLK_HIGH;

}

if(GetKeyValue==0x00)return;//讀出鍵碼為0跳過

for(i=0;i<16;i++){//查找鍵盤代碼對(duì)應(yīng)的鍵值

if(GetKeyValue==KeyCode){

KeyValue=i;

break;

}

}

}

//CH451顯示一位數(shù)碼管，DIG選擇數(shù)碼管，Data要顯示的數(shù)字，Point是否顯示小數(shù)點(diǎn)

voidCH451_DisplayDig(ucharDIG,ucharData,ucharPoint){

if(Point==1)CH451_WriteCommand(DigCode[DIG]|(DSYCode[Data]|0x80));

elseCH451_WriteCommand(DigCode[DIG]|DSYCode[Data]);

}