AVR學习笔记十五数码管驱动和键盘控制芯片CH452实验.doc

AVR学习笔记十五、数码管驱动和键盘控制芯片CH452A实验 -------基于LT_Mini_M16 15.1数码管驱动和键盘控制芯片CH452A实验 15.1.1 实例功能 前面我们已经学习了4位数码管显示的例子，但是仅仅4位数码管显示电路就占用了12个I/O口，如果数码管超过4位的话，占用的I/O口数目就会更多，我们知道单片机的I/O口资源是很有限的，那么能不能使用更少的I/O口来控制更多的数码管显示呢？ 方法是有的，且有很多，比如我们可以使用串口转并口芯片74HC595,74HC164,74HC165等，关于这些芯片的使用，我们会在以后的学习中逐步学习的，今天我们来认识一种更加方便的数码管驱动芯片CH452，这个芯片能够在只占用4个甚至两个I/O口的情况下驱动8位数码管显示，同时这种芯片还能在驱动8位数码管现实的同时实现8X8共计64个按键的识别。 也就是说这个芯片只用单片机的最多4个I/O口就能够同时驱动8位数码管显示和识别64个按键。 本实例共有3个功能模块，分别描述如下： ● 单片机系统：使用ATmega16单片机的4个I/O口控制CH452芯片，实现8位数码管的显示。 ● 外围电路：CH452驱动数码管显示电路。 ● 软件程序：熟悉掌握ATmega16单片机的I/O口输出应用。 通过本实例的学习，掌握相关电路设计，并掌握以下知识点： ● 了解芯片CH452的功能 ● 掌握单片机I/O口实现时序转换的编程方法。 15.1.2、器件和原理 本实例介绍数码管驱动和键盘控制芯片CH452的简单应用。关于本芯片实现8X8=64个按键的原理和方法，我们在以后的学习中在进行讨论，本实例中只介绍该芯片驱动8位共阴极数码管的功能。 1、器件介绍 CH452是数码管驱动和键盘控制芯片，可以动态驱动8位数码管或者64个LED发光二极管，还可以驱动64级光柱。该芯片与单片机的接口有4线和2线两种接口方式，其中4线接口支持芯片的无限级联，而2线方式兼容I2C总线。 CH452同时还提供高电平复位和低电平复位两种信号，可以直接为单片机提供复位信号。 CH452A的封装图如下 2、管脚介绍 CH452A有28个引脚，其中管脚15-22是数码管的段控制引脚，分别对应a,b,c,d,e,f,g,dp8段，管脚1-8是位控制引脚，分别控制0-7的8位数码管。 与单片机的4线连接引脚分别是SCL、SDA、LOAD、DOUT，这四个脚的作用分别是：串行数据输入端口SDA，串行时钟输入端口SCL，数据加载端口LOAD，键值输出端口INT#。 RST、RST#、RSTI是三个复位信号引脚，其中RST输出高电平有效分、的复位信号，RST#输出低电平有效的复位信号，RSTI是手动复位引脚，高电平有效。 H3L2是数据通讯方式选择端，该端口接高电平（或者悬空），选择4线接口方式，连接低电平则选择2线接口方式。 3、4线接口方式驱动8位数码管工作原理 4线接口方式用到SCL、SDA、LOAD、INT#这四个引脚，其中DOUT用于输出按键键值，本实例中我们不分析按键的接法，所以这个引脚不予考虑。 SDA用于用于单片机向CH452A芯片提供串行数据，高电平表示数据1，低电平表示数据0，串行数据输入的顺序是先低位后高位； SCL用于提供串行时钟，CH452在SCL的上升沿读入数据，在下降沿将数据从DOUT引脚送出； LOAD用于加载串行数据，CH452在其上升沿加载移位寄存器中的数据，并将移位寄存器中的数据作为操作命令分析并处理，也就是说，LOAD的上升沿是串行数据帧的完成标志，此时无论移位寄存器中的数据是否有效，CH452A都会将其当做操作命令进行处理。 Ch452a的内部移位寄存器是12位的，即单片机每次向CH452A发送的操作指令必须是12位的，数据的发送顺序是先发送低位，后发送高位。 单片机向DH452传输数据数据的过程是： 1）通过引脚SDA发送一位数据（最低位），然后在SCL引脚上产生一个上升沿，使数据写入移位寄存器； 2）以同样的方式，依次写入剩余的11位数据； 3）在LOAD引脚产生一个上升沿，使CH452A加载数据（处理并显示）。 4、操作命令 CH452的操作命令均为12位，具体的操作命令请参阅数据手册。 15.1.3、电路 本实例的电路与数据手册上的电路一致，只不过是将单片机从51单片机换成了AVR单片机。数码管采用的是共阴极的数码管。 电路连接 电路中单片机的PB0、PB1、PB2端口分别连接CH452A的SDA、SCL、LOAD三个管脚。 5.1.4、程序设计 1、程序功能 程序的功能是通过单片机的PB0、PB1、PB2这三个端口控制CH452实现驱动8位数码管显示。 2、程序流程