摘要：本文介紹了一種性價比較高的顯示/鍵盤電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。以p87lpc76x系列單片機(jī)為核心構(gòu)成專用的顯示/鍵盤電路，它具有功能強(qiáng)、價格低廉、對外提供標(biāo)準(zhǔn)的i2c接口等特點，在系統(tǒng)中可以將它作為一個標(biāo)準(zhǔn)元件使用。

    關(guān)鍵詞：單片機(jī)；i2c接口；顯示/鍵盤電路

    在一些智能化儀表中，人機(jī)接口通常是led數(shù)碼管顯示器和小型鍵盤。常見的工作方式有兩種：一是直接使用系統(tǒng)中的cpu對顯示器進(jìn)行動態(tài)掃描和鍵盤檢測，為保證顯示的穩(wěn)定和鍵盤的及時響應(yīng)，cpu需要頻繁的執(zhí)行動態(tài)掃描程序，顯然在cpu工作比較繁忙的情況下不太適用；二是用專用的顯示、鍵盤芯片如8279、saa1064等，這些芯片由于種種原因在實際應(yīng)用中總有不便之處，如可顯示的位數(shù)均較少，價格較高等。phlips公司的p87lpc76x系列單片機(jī)屬51系列，其體積小、功能強(qiáng)、價格低廉，有很高的性價比，本文介紹一種利用該系列單片機(jī)構(gòu)成的具有一定通用性的顯示、鍵盤電路。

    圖1 硬件電路圖

    p87lpc76x單片機(jī)簡介

    p87lpc76x單片機(jī)共有p87lpc760、p87lpc761、p87lpc762、p87lpc764、p87lpc767、p87lpc768等型號，該芯片采用加速的51內(nèi)核，在相同的時鐘頻率下，其速度是標(biāo)準(zhǔn)51的2倍，它們除引腳數(shù)目、存儲器容量和一些特殊的i/o功能外，其大部分功能均相同。下面以87lpc762為例進(jìn)行說明。87lpc762為20腳封裝，內(nèi)有2kb的程序存儲器，128b的數(shù)據(jù)存儲器，兩個16位定時/計數(shù)器，有一個標(biāo)準(zhǔn)串行通訊口，一個i2c接口，內(nèi)部帶有振蕩器、上電復(fù)位和看門狗電路。在使用其內(nèi)部振蕩器和上電復(fù)位電路的情況下，可以有多達(dá)18根i/o線；特別值得一提的是，它的i/o口都可有上拉，其中p0口還專門設(shè)有鍵盤中斷功能，若利用這些口線作為按鍵，則當(dāng)有任一鍵按下時會產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。

    硬件設(shè)計

    圖2 寄存器的地址安排

    d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0

    d3-d0,顯示的led位數(shù)

    d4 數(shù)據(jù)格式,0-ascii碼,1-bcd碼

    d6 鍵盤工作方式,0-簡易按鍵,1-掃描鍵盤

    d5,d7 保留

    圖3 控制寄存器格式

    本設(shè)計用87lpc762組成一個最小的單片機(jī)系統(tǒng)。為使成本最低，結(jié)構(gòu)最簡單，再考慮到其可靠性要求不是太高，故使用單片機(jī)內(nèi)部的振蕩器、上電復(fù)位和看門狗電路，這樣可以有18根i/o線可供使用�？紤]到驅(qū)動的led數(shù)碼管的位數(shù)和單片機(jī)口線的驅(qū)動能力，通過87lpc762的串行接口，使用移位寄存器進(jìn)行擴(kuò)展。本應(yīng)用中，由于顯示的總位數(shù)為8位led，故使用了2片移位寄存器74hc595，其中一片用作顯示的位控，一片用作段控。根據(jù)74hc系列芯片的輸出驅(qū)動特性，可以不使用限流電阻，直接用74hc595的輸出驅(qū)動數(shù)碼管的段和各位。使用結(jié)果表明在電源電壓為5v，顯示的數(shù)碼管數(shù)目不是太多的條件下，有較好的亮度，并可長期穩(wěn)定工作。按鍵可直接連接在87lpc762的p0口，這樣其電路結(jié)構(gòu)最為簡單，工作時可使用87lpc762的按鍵中斷方式，不用附加任何外部元件。但使用87lpc762在不用掃描方式時最多只可以有8個按鍵，這里利用p0.0~p0.7作為輸入，可以有8個按鍵，這在一般情況下已經(jīng)夠用；如需要的按鍵數(shù)目較多，可以使用掃描式鍵盤。顯示/鍵盤部分和系統(tǒng)中主cpu之間的數(shù)據(jù)交換使用i2c接口，87lpc762作為從器件；工作時，系統(tǒng)的主cpu只需將要顯示的數(shù)據(jù)通過i2c接口，以標(biāo)準(zhǔn)的格式發(fā)送到87lpc762即可。另外87lpc762使用一根i/o線作為向系統(tǒng)主cpu發(fā)送中斷申請的信號線，當(dāng)有按鍵按下時，87lpc762分析識別后向系統(tǒng)主cpu發(fā)出中斷申請，系統(tǒng)主cpu響應(yīng)中斷后，通過i2c接口，從87lpc762中讀出鍵值即可。本設(shè)計的硬件電路如圖1所示。

    軟件設(shè)計

    軟件設(shè)計主要包括顯示驅(qū)動程序的設(shè)計、鍵盤識別分析程序及i2c接口程序的設(shè)計。顯示程序設(shè)計比較簡單，讓87lpc762的串行接口工作在方式0，用一個定時/計數(shù)器工作在定時方式，按顯示的位數(shù)和掃描頻率確定定時常