摘要：介紹了VFD顯示驅(qū)動和控制芯片TP6312F的組成結(jié)構(gòu)、性能特點和編程指令，對TP6312F驅(qū)動的VFD在電磁爐顯示電路中的應(yīng)用做了詳細論述，給出了該應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路和軟件流程。
關(guān)鍵詞：家用電器；VFD；TP6312F
真空熒光顯示屏ＶＦＤ（Ｖａｃｕｕｍ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）是１９６６年日本發(fā)明的一種自發(fā)光平板顯示器件，現(xiàn)已在工業(yè)、商業(yè)特別是家用電器數(shù)字化產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。ＶＦＤ是一種特殊變體的三級真空管，其電子從負極（燈絲）發(fā)射出來，通過柵網(wǎng)加速后撞擊正極表面附著的磷光體從而發(fā)光。ＶＦＤ的主要性能是：自動發(fā)光、高清晰度和高亮度顯示、低壓操作、低功耗、可靠且使用壽命長、有從紅色到藍色多種色彩（使用濾色器可獲得更多色彩）、寬視角、反應(yīng)速度快等�，F(xiàn)在市面上的電磁爐大多采用數(shù)字ＬＥＤ顯示，也有的采用字段ＬＣＤ顯示屏，筆者開發(fā)的首款電磁爐采用的就是圖形點陣ＬＣＤ顯示屏，但考慮到成本、顯示亮度及電磁爐本身的強電流、強磁場等因素和ＶＦＤ的諸多特點，最終選擇ＶＦＤ作為電磁爐顯示屏。

圖1

１ ＴＰ６３１２Ｆ控制／驅(qū)動芯片
１．１ ＴＰ６３１２Ｆ的組成及功能
ＴＰ６３１２Ｆ是ＴＯＰＲＯ（臺灣凌越科技）公司生產(chǎn)的ＶＦＤ專用控制／驅(qū)動器，可完成段節(jié)式ＶＦＤ器件的控制與驅(qū)動。該器件為４４腳ＬＱＦＰ封裝，有１１個段（陽極）輸出腳、６個位（柵極）輸出腳、５個段／位（陽極／柵極）兩用輸出腳、４位開關(guān)量輸入腳、４位ＬＥＤ驅(qū)動腳以及４×６鍵盤輸入腳。ＴＰ６３１２Ｆ內(nèi)含１個顯示ＲＡＭ、２個４位鎖存器、１個亮度控制電路、鍵值數(shù)據(jù)ＲＡＭ及鍵盤掃描電路，可通過３線或４線串口與ＭＣＵ進行連接。ＭＣＵ可以通過串行接口將數(shù)據(jù)寫入顯示ＲＡＭ和ＬＥＤ驅(qū)動鎖存器，也可以從鍵值數(shù)據(jù)ＲＡＭ和開關(guān)量輸入鎖存器中讀出內(nèi)容。
１．２ ＴＰ６３１２Ｆ的控制命令
ＴＰ６３１２Ｆ具有顯示模式設(shè)置、數(shù)據(jù)設(shè)置、顯示存儲器地址設(shè)置和顯示控制設(shè)置命令等４條命令，其具體格式如圖１所示。由圖１可見，通過顯示模式設(shè)置命令可使ＴＰ６３１２Ｆ匹配不同結(jié)構(gòu)的ＶＦＤ顯示屏。在顯示存儲地址設(shè)置命令中，地址的取值范圍為００Ｈ～１５Ｈ，大于１５Ｈ的取值被視為無效；通過執(zhí)行顯示模式設(shè)置命令，系統(tǒng)顯示會被強行關(guān)閉，此時要恢復(fù)顯示，必須執(zhí)行一次顯示控制設(shè)置命令。在向ＬＥＤ端口寫數(shù)據(jù)、讀鍵值數(shù)據(jù)、讀ＳＷ數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)并未涉及特定存儲單元的地址，而是通過數(shù)據(jù)設(shè)置命令來獲得其結(jié)果，執(zhí)行完數(shù)據(jù)設(shè)置命令后，即可將其存儲到指定的存儲單元或?qū)⒅付ù鎯卧膬?nèi)容寫到ＴＰ６３１２Ｆ中。

圖2

２ 電磁爐顯示系統(tǒng)設(shè)計
２．１ 系統(tǒng)的硬件組成
電磁爐的前面板電路由微控制器Ｗ７８Ｅ５８Ｂ、ＶＦＤ驅(qū)動電路ＴＰ６３１２Ｆ、電磁爐ＶＦＤ顯示器件及一些分立器件組成。該系統(tǒng)電路如圖２所示。其中Ｗ７８Ｅ５８Ｂ是Ｗｉｎｂｏｎｄ公司的微處理器，電磁爐ＶＦＤ具有４個柵極Ｐｉｎ４～Ｐｉｎ７和１６Ｐｉｎ９～Ｐｉｎ２４個陽極。Ｗ７８Ｅ５８Ｂ和ＴＰ６３１２Ｆ采用三線制接法，Ｗ７８Ｅ５８Ｂ的Ｐ１．０和ＣＳ相連，Ｐ１．１和ＣＬＫ相連，Ｐ１．２則和ＤＩ、ＤＯ相連。因ＤＯ口為Ｎ溝道開漏輸出，故需接上拉電阻Ｒ７以形成數(shù)字電平信號。ＴＰ６３１２Ｆ內(nèi)置ＯＳＣ，其振蕩頻率由Ｒ１決定，Ｒ１的典型值為５６ｋΩ。

２．２ 鍵盤電路
鍵盤電路共有１１個鍵。圖中鍵盤電路的Ｄ２、Ｄ４采用的是１Ｎ４１４８， 可用于隔離陽極驅(qū)動電壓。ＴＰ６３１２Ｆ內(nèi)嵌硬件鍵掃描電路，并在Ｓｊ／Ｋｊ（ｊ＝０～５）線輸出鍵掃描信號，Ｋｉ（ｉ＝０～３） 線接收鍵值（在顯示周期的末端鎖存至內(nèi)部ＲＡＭ），因此，由Ｋｉ（ｉ＝０～３）和Ｓｊ／Ｋｊ（ｊ＝０～５）可以構(gòu)成４×６鍵盤矩陣。該系統(tǒng)中，矩陣鍵盤用２×４鍵組成時，Ｓ０／Ｋ０、Ｓ１／Ｋ１線作為輸出鍵掃描信號，Ｋｉ（ｉ＝０～３）線用于接收鍵值。根據(jù)電路圖的接法，若有鍵按下，鍵碼內(nèi)部ＲＡＭ的相應(yīng)位置１。其余３個鍵由ＳＷｎ（ｎ＝０～３）線組成。ＳＷｎ（ｎ＝０～３）為４位開關(guān)輸入端，設(shè)計者可根據(jù)需要自行定義。這里用其中的三位（ＳＷ０，ＳＷ１，ＳＷ３）來作為按鍵輸入，根據(jù)電路圖中的接法，開關(guān)量輸入內(nèi)部 ＲＡＭ的相應(yīng)位應(yīng)置０。
２．３ 顯示電路
ＴＰ６３１２Ｆ采用負壓輸出，陽極（Ａｎｏｄｅ ｐｉｎ）在邏輯０時輸出負壓，在邏輯１時輸出電平為０伏。為驅(qū)動ＶＦＤ，需下拉燈絲繞組中心抽頭的電位。圖２中穩(wěn)壓管ＷＤ１的穩(wěn)壓值由ＶＦＤ的截止電壓來決定。動態(tài)掃描顯示由ＴＰ６３１２Ｆ內(nèi)部電路自