高 琳

(國(guó)營(yíng)第785廠，山西太原030024)

在DSP應(yīng)用系統(tǒng)中，常用的輸入輸出器件是LED數(shù)碼管和鍵盤(pán)，原始的數(shù)據(jù)信息通過(guò)鍵盤(pán)輸入，單片機(jī)的處理結(jié)果由數(shù)碼管輸出。當(dāng)較多數(shù)量的外接鍵盤(pán)和數(shù)碼管相對(duì)于有限的單片機(jī)口資源時(shí)，就需要一個(gè)專用的接口芯片來(lái)擴(kuò)展，而B(niǎo)C7281則滿足這個(gè)要求，它最多可以控制16位數(shù)碼管或128位獨(dú)立的LED管。

1 BC7281B簡(jiǎn)介

BC7281芯片是新型的16位LED數(shù)碼管顯示及鍵盤(pán)接口專用控制芯片。該芯片采用高速二線接口與MCU進(jìn)行通訊，只占用很少的I/O口資源和主機(jī)時(shí)間。BC7281芯片可以連接最多64鍵的鍵盤(pán)矩陣，內(nèi)部具有去抖動(dòng)功能，BC7281B還增加了“寄存器保護(hù)”(抗干擾)模式，使得抗干擾能力進(jìn)一步提高。

1.1 BC7281B引腳說(shuō)明

本系統(tǒng)使用芯片為BC7281B，引腳說(shuō)明如下:

名稱 引腳號(hào) 功能描述DAT 1與MCU串行通訊數(shù)據(jù)端，為雙向數(shù)據(jù)傳輸口，作為輸出時(shí)為漏極開(kāi)路輸出，需要外接上拉電阻。KEY 2鍵盤(pán)有效輸出端，低電平有效，檢測(cè)到有效按鍵后該引腳變?yōu)榈碗娖?，并一直保持到鍵值鎖存器內(nèi)容被讀出。CLK 3 與MCU串行通訊時(shí)鐘端，下降沿有效RST 4 復(fù)位端，低電平有效。BC7281X內(nèi)部具有上電復(fù)位電路，故一般可將該引腳與VCC直接相連。GND 5接地端DIG0～DIG7 6～9 12～15位驅(qū)動(dòng)輸出端，第8－15位顯示位驅(qū)動(dòng)與第0－7位共用，同時(shí)也是鍵盤(pán)矩陣的“行”。VCC 16電源輸入端OSCO 17 RC振蕩器輸出端，一般應(yīng)懸空RC 18 外接RC振蕩器端，該引腳連接一RC電路形成振蕩，給內(nèi)部掃描等電路提供時(shí)鐘。SCLK 19 外接段驅(qū)動(dòng)用移位寄存器時(shí)鐘端。SDAT 20 外接段驅(qū)動(dòng)用移位寄存器數(shù)據(jù)端，輸出段驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，低位在前。

1.2 BC7281字節(jié)寫(xiě)入與讀出時(shí)序

BC7281字節(jié)寫(xiě)入與讀出的時(shí)序如圖1所示。

圖1 BC7281的讀寫(xiě)時(shí)序

2 TMS320F2812型DSP簡(jiǎn)介

TMS320F2812芯片是TI公司DSP控制器2000系列的新成員。TMS320F2812提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力，最高運(yùn)行速度可達(dá)150MIPS，具有處理性能強(qiáng)、外設(shè)集成度高、程序存儲(chǔ)器大及A/D轉(zhuǎn)換速度快等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電機(jī)的數(shù)字化控制等領(lǐng)域。TMS320F2812采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，供電電壓為3.3 V，而且有多種低功耗工作模式，能充分地降低系統(tǒng)功耗。

3 BC7281B與DSP TMS320F2812的硬件接口及軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的控制芯片為BC7281B，DSP芯片采用的是TMS320F2812。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，DAT線上外接20k上拉電阻，以使其能可靠地輸出高電平。與DSP相連的DAT、CLK信號(hào)線接入時(shí)采用與地線雙絞的接入方式，并且每個(gè)信號(hào)與地之間接一濾波電容，以提高抗干擾能力。為了更好地提高BC7281B電源輸入端的抗干擾能力，在VCC電源引腳和電源之間串入一個(gè)RC濾波電路，以濾除電源中的尖峰和毛刺。BC7281B的外接RC振蕩電路選用1.5k電阻和20pF電容，提供9.5MHz的時(shí)鐘。對(duì)于位驅(qū)動(dòng)電路，本設(shè)計(jì)采用連接共陽(yáng)式的數(shù)碼管，三極管接成射極跟隨器形式，且在基極加一100k限流電阻。

3.1 BC7281B與DSP TMS320F2812的硬件接口電路

BC7281B與DSP TMS320F2812的具體接口電路如圖2。

圖2 BC7281B與DSP TMS32OF2812的接口電路

由圖2可看出DSP通過(guò)I/O接口(IOF10和IOF13)與BC7281B的數(shù)據(jù)傳輸線DAT及同步時(shí)鐘線CLK進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。CLK引腳由DSP控制，下降沿有效。指令字節(jié)中R/W為讀寫(xiě)控制。當(dāng)R/W=0時(shí)，由DSP向BC7812B的內(nèi)部寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù);當(dāng)R/W=1時(shí)，DSP讀出BC7812內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

軟件流程圖如圖3:

圖3 軟件流程圖

具體程序如下:

初始化

BC7281Write(0x15，(0x40+E5));// 千位

BC7281Write(0x15，(0x50+E6));// 百位

BC7281Write(0x15，(0x60+E7));// 十位

BC7281Write(0x15，(0x70+E8));// 個(gè)位

......

//寫(xiě)入BC728X，第一個(gè)參數(shù)為目標(biāo)寄存器地址，第二個(gè)參數(shù)為要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)

......

BC7281SendByte(reg_add);//發(fā)送寄存器地址

BC7281SendByte(write_data);//發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)

......

//發(fā)送一個(gè)字節(jié)

.......

Setclklow;//set CLK to output low

Setclkhigh;//set CLK to output high

do

{

temp=Readdat; //read DAT value

}

while(temp);//一直等到DAT為低，重發(fā)一組時(shí)鐘信號(hào)，等待DAT重新被拉高

Setclklow;//set CLK to output low

Setclkhigh;//set CLK to output high

while(temp==0)

{

temp=Readdat ;//read DAT value

the echo DAT value

//發(fā)送8位數(shù)據(jù)

for(bit_counter=0;bit_counter＜8;bit_counter++)

{

if((send_byte＆0x80)==0)

{

Setdatlow;//set DAT to output low

}

else

{

Setdathigh;//set DAT to output high

}

send_byte=send_byte*2;//send_byte左移一位

Setclklow;//set CLK to output low

Setclkhigh;//set CLK to output high

}

Setdathigh;//set DAT to output high

}

4 結(jié)束語(yǔ)

BC7281B在DSP應(yīng)用系統(tǒng)中，有效地解決了硬件開(kāi)銷(xiāo)及單片機(jī)IO口占用資源問(wèn)題，該芯片使用簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，編程靈活。在工程應(yīng)用中，對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)不失為一種最佳選擇。本人在多個(gè)產(chǎn)品已成功使用該芯片，均達(dá)到了事半功倍的效果。

［1］智澤英，楊晉嶺，劉輝.DSP控制技術(shù)實(shí)踐［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2009.

［2］萬(wàn)山明.TMS320F281X DSP原理及應(yīng)用實(shí)例［M］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2007.

［3］BC7281B 128段LED數(shù)碼管及64鍵鍵盤(pán)控制芯片［Z］.北京凌志比高公司.