第十章人机交互接口 本章学习目标 ◇掌握键盘接口技术 ◇掌握数码、液晶显示技术 ◇了解数码管显示驱动和键盘扫描控制专用芯片 ◇人机交互接口是指人与计算机之间建立联系、交换 信息的输入输出设备的接口,设备包括键盘、显示 器、打印机、鼠标器等 ◇主要介绍键盘输入接口设计、显示原理及接口技术。 13:00:41
13:00:41 第十章 人机交互接口 本章学习目标 掌握键盘接口技术 掌握数码、液晶显示技术 了解数码管显示驱动和键盘扫描控制专用芯片 3 人机交互接口是指人与计算机之间建立联系、交换 信息的输入/输出设备的接口，设备包括键盘、显示 器、打印机、鼠标器等。 主要介绍键盘输入接口设计、显示原理及接口技术
第十章人机交互接口 10.1键盘接口技术 10.1.1简易键盘接口的实现 10.12矩阵键盘接口的实现 10.2显示技术 10.2.1数码LED显示技术 10.22液晶显示技术 10.3数码管显示驱动和键盘扫描控制专用芯片 13:00:41
13:00:41 第十章 人机交互接口 10.1 键盘接口技术 10.1.1 简易键盘接口的实现 10.1.2 矩阵键盘接口的实现 10.2 显示技术 10.2.1 数码LED显示技术 10.2.2 液晶显示技术 10.3 数码管显示驱动和键盘扫描控制专用芯片 4
10.3数码管显示驱动和键盘扫描控制专用芯片包 ◇在单片机应用系统中,为节省O口资源,提高CPU效 率,设计键盘和显示接口时,常用数码管显示驱动和 键盘扫描专用芯片(键盘/显示扩展芯片)。 ◇常见的键盘显示扩展芯片有CH451、ZLG7289A等。 1、CH451简介 ◇CH451是一个整合了数码管显示驱动、键盘扫描控 制以及微处理器监控的多功能外围芯片。 ◇三个功能之间相互独立,单片机可以通过操作命令 分别启用、关闭、设定CH451的任何一个功能。 13:00:41
13:00:41 10.3 数码管显示驱动和键盘扫描控制专用芯片 在单片机应用系统中, 为节省I/O口资源, 提高CPU效 率, 设计键盘和显示接口时, 常用数码管显示驱动和 键盘扫描专用芯片 (键盘/显示扩展芯片)。 常见的键盘/显示扩展芯片有CH451、ZLG7289A等。 5 1、CH451简介 CH451是一个整合了数码管显示驱动、键盘扫描控 制以及微处理器监控的多功能外围芯片。 三个功能之间相互独立，单片机可以通过操作命令 分别启用、关闭、设定CH451 的任何一个功能
1、cH451简介 ◇CH451内置RC振荡电路,可以动态驱动8位数码 管或者64只LED发光管,具有BCD译码、闪烁、 移位等功能 ◇还可以进行64键的键盘扫描; ◇CH451通过可级联的串行接口与单片机等交换数 据,其串行接口是由硬件实现的,单片机可以频 繁地通过串行接口进行高速操作,而不会降低 CH451的工作效率。 13:00:41
13:00:41 1、CH451简介 CH451内置RC振荡电路，可以动态驱动8位数码 管或者64只LED发光管，具有BCD译码、闪烁、 移位等功能； 还可以进行64键的键盘扫描； CH451通过可级联的串行接口与单片机等交换数 据，其串行接口是由硬件实现的，单片机可以频 繁地通过串行接口进行高速操作，而不会降低 CH451 的工作效率。 6
2、cH451特点—(1)显示驱动 ◆内置大电流驱动级,段电流不小于25mA,字电流 不小于150mA。 ◆动态显示扫描控制,直接驱动8位数码管或者64只 发光管LED。 ◆可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者 BCD译码方式。 ◆数码管的字数据左移、右移、左循环、右循环。 ◆各数码管数字独立闪烁控制。 ◆任意段位寻址,独立控制各个LED或者各数码管的 各个段的亮与灭。 13:00:41
13:00:41 2、CH451特点 ——（1）显示驱动 内置大电流驱动级，段电流不小于25mA，字电流 不小于150mA。 动态显示扫描控制，直接驱动8 位数码管或者64 只 发光管LED。 可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者 BCD译码方式。 数码管的字数据左移、右移、左循环、右循环。 7 各数码管数字独立闪烁控制。 任意段位寻址，独立控制各个LED 或者各数码管的 各个段的亮与灭
2、cH451特点一(1)显示驱动 ◆通过占空比设定提供16级亮度控制。 ◆支持段电流上限调整,可以省去所有限流电阻 ◆扫描极限控制,支持1到8个数码管,只为有效数 码管分配扫描时间。 (2)键盘控制 ◆内置64键键盘控制器,基于8×8矩阵键盘扫描。 ◆内置按键状态输入的下拉电阻,内置去抖动电路。 ◆键盘中断,低电平有效输出。 ◆提供按键释放标志位,可供查询按键按下与释放 13:00:41
13:00:41 2、CH451特点——（1）显示驱动 通过占空比设定提供16级亮度控制。 支持段电流上限调整，可以省去所有限流电阻。 扫描极限控制，支持1到8个数码管，只为有效数 码管分配扫描时间。 8 （2）键盘控制 内置64键键盘控制器，基于8×8矩阵键盘扫描。 内置按键状态输入的下拉电阻，内置去抖动电路。 键盘中断，低电平有效输出。 提供按键释放标志位，可供查询按键按下与释放
2、CH45点—(3)其它 ◆高速4线串行接口,可多片级联,时钟速度0~10MHz ◆串行接口中DIN和DCLK信号线可与其它接口电路 共用,节约引脚。 ◆完全内置时钟振荡电路,不需外接晶体或者阻容振荡 ◆内置上电复位和看门狗 Watch-Dog,提供高电平有 效和低电平有效复位输出。 ◆支持低功耗睡眠,节电,可被按键或命令操作唤醒。 ◆支持3V~5V电源电压。 ◆提供SOP28和DIP24S两种无铅封装,兼容RoHS。 13:00:41
13:00:41 2、CH451特点——（3）其它 高速4线串行接口, 可多片级联, 时钟速度0~10MHz。 串行接口中DIN和DCLK信号线可与其它接口电路 共用, 节约引脚。 完全内置时钟振荡电路, 不需外接晶体或者阻容振荡。 内置上电复位和看门狗Watch-Dog, 提供高电平有 效和低电平有效复位输出。 支持低功耗睡眠, 节电, 可被按键或命令操作唤醒。 支持3V～5V电源电压。 提供SOP28和DIP24S两种无铅封装，兼容RoHS。 9
3、封装:SoP28和DP24s 28 DIG 24 RSTI SEG7 SEG6 23 123456789 DIG6 DCLK L27 26 22 DIGs DIN DOUT SEGa 25 21 DIG LOAD LOAD SEG3 24 DIG DOUT DIN SEG2 20 23 DIG DIGI SEG7 123456789 DCLK CH451SEG7/人19 18 DIGT SEGO CH451S 21 17 DIGO SeGa DIG NC 16 GND SEGa DIG5 RST 10 SEG4 19 10 15 GND DIG4 GND 11 18 14 CLKO SeG3 DIG3 DIGO 12 13 RST SEG2 DIG DIGI 13 16 RST# SEG1 14 15 ADJ SEGO 图10-1CH451的两种封装形式 13:00:41
13:00:41 3、封装: SOP28和DIP24S 提供SOP28和DIP24S两种封装分别如图所示 10 CH451S 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 18 19 17 16 15 DIG7 DIG6 DIG5 DIG4 DIG3 DIG2 DIG0 CLK0 GND GND RST RST# ADJ SEG0 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 VCC DOUT LOAD DIN DCLK RSTI CH451L DIG1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 SEG7 VCC DOUT LOAD DIN DCLK DIG7 DIG6 DIG5 DIG4 DIG3 DIG2 DIG1 DIG0 GND RST NC SEG0 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 13 14 24 23 22 21 20 18 19 17 16 15 (a) (b) 图10-11 CH451的两种封装形式
4、引脚表10-4CH451两种封装形式的引脚及引脚说明多 SOP28引脚DP24S引脚引脚名称类型 引脚说明 23 2vcc电源正电源端,持续电流不小于200mA 15 GND电源公共接地端,持续电流不小于200mA 25 LOAD输入串行接口的数据加载,内置上拉电阻 26 56 D|N输入串行接口的数据输入,内置上拉电阻 27 DCLK输入串行接口的数据时钟,内置上拉电阻 同时用于看门狗的清除输入 24 DoUT输出串行接口的数据输出和键盘中断 22~15 1 SEG7三态输出激码管的段驱动高电平有效,键盘扫描 24~18 sEG0及输入输入,高电平有效内置下拉 1~8 7~14DG7~输出数码管的字驱动,低电平有效, DIGO 键盘扫描输出,高电平有效 16 RST输出电复位和看门狗复位,高电平有效 13 不支持RST#输出上电复位和看门狗复位,低电平有效 28 不支持RsT1输入外部手工复位输入,高电平有效内置下 拉电阻 14不支持ADJ输入段电流上限调整,内置强下拉电阻 不支持CLKo输出内部系统时钟输出 10 不支持GND电源建议接GND 匚不支持「17 NC 空脚未使用,禁止连接 13:00:41
13:00:41 4、引脚 11 SOP28引脚 DIP24S引脚 引脚名称 类型 引脚说明 23 2 VCC 电源 正电源端，持续电流不小于200mA 9 15 GND 电源 公共接地端，持续电流不小于200mA 25 4 LOAD 输入 串行接口的数据加载，内置上拉电阻 26 5 DIN 输入 串行接口的数据输入，内置上拉电阻 27 6 DCLK 输入 串行接口的数据时钟，内置上拉电阻 同时用于看门狗的清除输入 24 3 DOUT 输出 串行接口的数据输出和键盘中断 22～15 1、 24～18 SEG7 ～SEG0 三态输出 及输入 数码管的段驱动, 高电平有效, 键盘扫描 输入, 高电平有效, 内置下拉 1～8 7～14 DIG7～ DIG0 输出 数码管的字驱动，低电平有效， 键盘扫描输出，高电平有效 12 16 RST 输出 上电复位和看门狗复位，高电平有效 13 不支持 RST# 输出 上电复位和看门狗复位，低电平有效 28 不支持 RST1 输入 外部手工复位输入, 高电平有效, 内置下 拉电阻 14 不支持 ADJ 输入 段电流上限调整，内置强下拉电阻 11 不支持 CLKO 输出 内部系统时钟输出 10 不支持 GND 电源 建议接GND 不支持 17 NC. 空脚 未使用，禁止连接 表10-4 CH451两种封装形式的引脚及引脚说明
5、cH451功能说明 (1)显示驱动 ◇CH451对数码管和发光管采用动态扫描驱动,顺序 为DIG0至DIG7,当其中一个引脚吸入电流时,其 它引脚则不吸入电流。 ◇CH451内部有大电流驱动级,可直接驱动0.5~2in共阴 数码管, ◆段驱动脚SEG0~SEG6分别对应数码管段G~段A ◆段驱动引脚SEG7对应数码管的小数点 ◆字驱动引脚DIG7~DIG0分别连接8个数码管阴极。 13:00:41
13:00:41 5、CH451功能说明 （1）显示驱动 CH451对数码管和发光管采用动态扫描驱动，顺序 为DIG0至DIG7，当其中一个引脚吸入电流时，其 它引脚则不吸入电流。 12 CH451内部有大电流驱动级, 可直接驱动0.5~2in共阴 数码管， 段驱动脚SEG0～SEG6分别对应数码管段G～段A 段驱动引脚SEG7对应数码管的小数点 字驱动引脚DIG7～DIG0分别连接8个数码管阴极