计算机硬件及网络第十一章PPT课件

1、 Intel Intel公司的公司的82798279芯片是芯片是1 1种通用可编程键盘显示器接种通用可编程键盘显示器接口电路芯片，它能完成监视键盘输入和显示控制口电路芯片，它能完成监视键盘输入和显示控制2 2种功能。种功能。 82798279对键盘部分提供对键盘部分提供1 1种扫描工作方式，能对种扫描工作方式，能对6464个按键键盘个按键键盘阵列不断扫描，自动消抖，自动识别出闭合的键并得到键号，阵列不断扫描，自动消抖，自动识别出闭合的键并得到键号，能对双键或能对双键或N N键同时按下进行处理。键同时按下进行处理。 显示部分为显示部分为LEDLED或其它显示器提供了按扫描方式工作的显示或其它显示

2、器提供了按扫描方式工作的显示接口，可显示多达接口，可显示多达1616位的字符或数字。位的字符或数字。摘自【单片机原理与应用单片机原理与应用】 张毅刚P246第1页/共33页11.1 利用通用键盘利用通用键盘/ /显示器接口芯片显示器接口芯片8279实现键盘实现键盘/ /显示器接口显示器接口1 182798279的引脚及内部结构的引脚及内部结构第2页/共33页 28279引脚功能介绍引脚功能介绍 （1）与与CPU的接口引脚的接口引脚 DBODB7 数据总线、双向、三态，与单片机数据总线相连，在CPU和8279之间传送命令或数据。 CLK 系统时钟输入线。用于8279内部定时，以产生其工作所需的时

3、序。 RESET 复位输入线。高电平有效。该引脚为高电平时，8279被复位，复位后的状态如下： 16个字符左边输入显示方式 编码扫描键盘、双键锁定方式 片选线，输入、低电平有效。 0，8279被选中，允许单片机对其进行读、写操作； 1，禁止对8279读、写。CSCSCS第3页/共33页 A0 A01时，CPU写入8279的字节是命令字。从8279读出的字节是状态字。 A00时，写入或读出的字节均为数据。 、 读、写控制引脚。输入线，低电平有效。这两个来自微机的控制信号，控制微机对8279的读出、写入操作。 IRQ 中断请求线，高电平有效。在键盘工作方式中，当键盘RAM（为先进先出方式）中存有按

4、下键的数据时，IRQ为高电平，向CPU提出中断申请。CPU每次从键盘RAM中读出1B数据时IRQ就变为低电平。如果键盘RAM中还有未读完的数据，IRQ将再次变为高电平，再次提出中断请求。（2）扫描信号输出引脚扫描信号输出引脚 SL0SL3 扫描输出线。这4条输出线用来扫描键盘和显示器。它们可以编程设定为编码输出，即SL0SL3外接4线-16线译码器，译码器输出16中取1的扫描信号，也可编程设定为译码输出，即由SL0SL3直接输出4中取1的扫描信号。RDWR第4页/共33页（3）与键盘连接的引脚与键盘连接的引脚 RL0 RL7 输入线。它们是键盘矩阵的行信号输入线。 SHIFT 输入线，高电平有

5、效，通常用作键盘上、下挡功能的控制键。 CNTLSTB 输入线，高电平有效。在键盘方式时，通常用来作为键盘控制功能键使用。（4）与显示器连接的引脚与显示器连接的引脚 OUTA0OUTA3（A组显示数据）、OUTB0OUTB3（B组显示数据） 这2组引脚均是显示信息输出线（例如，向LED显示器输出的段码），它们扫描信号线SL0SL3同步。2组可以独立使用，也可以合并使用。 消隐显示控制，低电平有效。该输出信号用于显示位切换时的显示消隐或将显示器的显示消隐。BD第5页/共33页3. 8279的基本功能部件 8279中与键盘显示器扫描有关的基本功能部件如下：（l）扫描计数器扫描计数器 扫描计数器有2

6、种输出方式。按编码方式工作时，计数器作二进制计数。4位计数状态从扫描线 SL0 SL3输出，经外部译码器4线-16线译码后，为键盘和显示器提供16中取1的扫描线。按译码方式工作时，扫描计数器的最低2位在8279内部被译码后，从SL0SL3输出，为键盘和显示器直接提供了4中取1的扫描线。（2）键盘去抖动及回复缓冲器键盘去抖动及回复缓冲器 8根引脚RL0RL7被接到键盘矩阵的行线。在逐列扫描时，当某一键闭合，消抖电路延时等待10 ms之后，再检验该键是否仍闭合。若闭合，则该键的行、列地址和附加的移位、控制状态一起形成键盘数据，送入8279内部的键盘RAM存储器。格式为：D7D6D5D4D3D2D1

7、D0CNTLSHIFT扫描扫描扫描扫描扫描扫描回复回复回复回复回复回复第6页/共33页 控制（CNTL）和移位（SHIFT）的状态由2个独立的附加开关决定，而扫描（D5、D4、D3）和回复（D2、D1、D0）则是被按键的行、列位置数据，D5、D4、D3 3位是被按键的行编码，而D2、D1、D0 3位是被按键的列编码。 （3）键盘RAM及其状态寄存器 键盘RAM是1个双重功能的88位RAM。它是先进先出（FIFO）存储器。内部的FIFO状态寄存器用来存放FIFO的工作状态，如FIFO是空还是满，其中存有多少字符，是否操作出错等等。当FIFO存储器空间不足时，状态逻辑将产生IRQ=1信号，向CPU

8、发出中断申请。 在键盘阵列的行列交叉位置是开关传感器时，键盘RAM存放着传感器矩阵中的每一个传感器的开关状态。在此方式中，若检查出传感器的状态变化，IRQ信号变为高电平，向CPU发出中断申请。D7D6D5D4D3D2D1D0CNTLSHIFT扫描扫描扫描扫描扫描扫描回复回复回复回复回复回复第7页/共33页（4）显示RAM和显示地址寄存器 显示RAM用来存放显示数据。共16B，最多可以存放16位的显示信息。在显示过程中，这些信息被轮流从显示寄存器输出。而显示寄存器则分成A、B 2组，即OUTA0OUTA3和 OUTB0OUTB3，它们可以单独送数，也可以共同组成1个8位的字节。显示寄存器的输出与

9、显示扫描配合，不断从显示RAM中读出显示数据，同时轮流驱动被选中的显示位，使显示器呈现出稳定的显示（动态扫描）。48279的命令字和状态字的命令字和状态字 8279是可编程接口芯片。编程就是CPU向8279写入命令控制字，共有8条。命令字的高3位D7、D6和D5为命令特征位，用来区分8条不同的命令。各条命令介绍如下： 第8页/共33页（1 1）键盘显示方式设置命令字）键盘显示方式设置命令字 D7D6D5D4D3D2D1D0000DDKKK 高3位D7、D6、D5位为特征位000。 D4、D3 2位用来设定显示器的显示方式，其定义如下：D4D3显示方式显示方式00左边输入的左边输入的8位字符显示

10、位字符显示01左边输入的左边输入的16位字符显示位字符显示10右边输入的右边输入的8位字符显示位字符显示11右边输入的右边输入的16位字符显示位字符显示第9页/共33页 8279最多可用来控制16位LED显示器，当显示位数超过8位时，均需设定为16位字符显示。显示器的每一位对应8279内部的1个8位的显示RAM单元。CPU将显示数据写入显示RAM单元时，有左边输入和右边输入2种方式。左边输入是地址为015的显示缓冲RAM单元分别对应于显示器的0（左）位15（右）位。显示位置从最左一位开始，显示字符逐个向右顺序排列。右边输入就是显示位置从最右一位开始，以后逐次输入显示字符时，已有的显示字符依次向

11、左移动。当16个显示RAM都已写满时（从0地址开始写，写了16次），第17次写，再从0地址开始写入。第10页/共33页D2D1D0键盘工作方式000编码扫描键盘，双键锁定001编码扫描键盘，双键锁定010编码扫描键盘，N键依次读出011编码扫描键盘，N键依次读出100编码扫描传感器矩阵101编码扫描传感器矩阵110选通输入，编码扫描显示器方式111选通输入，译码扫描显示器方式 当设定为内部译码工作方式时，内部扫描计数器的低2位在内部被译码后，再由SL0SL3输出，此时SL0SL3已经是4选1的扫描信号线了。 D2、D1、D0为键盘工作方式选择位，如下表。 当设定为编码工作方式时，4位二进制计数

12、器的状态从扫描线SL0SL3输出，经外部4钱-16线译码器译码后，最多可为键盘显示器提供16根扫描信号线（16选 1）。第11页/共33页 双键锁定，就是当键盘中同时有两个或两个以上的键被按下时，任何一个键的编码信息均不能进入键盘RAM中，直至仅剩下一键保持闭合时，该键的编码信息方能进入键盘RAM，这种工作方式可以避免误操作信号进入计算机。 N键依次读出，就是各个键的处理都与其它键无关。按下一个键时，片内去抖动电路等待两个键盘扫描周期，然后检查该键是否仍按着。如果仍按着，则该键编码就送入键盘RAM中。一次可以按下任意个键，其它的键也可被识别出来并送入键盘RAM中。如果同时按下多个键，则按键盘扫

13、描过程发现它们的顺序识别，并送入键盘RAM中。 扫描传感器矩阵的工作方式，是指片内的去抖动逻辑被禁止掉，传感器的开关状态直接输入键盘RAM中，虽然这种方式不能提供去抖动的功能，但有下述优点：CPU知道传感器闭合多久，何时释放。每当检测到传感器内部状态（开或闭）改变时，中断线上的IRQ就变为高电平，提出中断请求。第12页/共33页（2）程控时钟命令程控时钟命令D7D6D5D4D3D2D1D0001PPPPPD7、D6、D5=001为命令的特征位。D4、D3、D2、D1、D0=PPPPP决定了对外部输入时钟CLK进行分频的分频系数 N。通过对N的设定以获得8279内部所需的100 KHZ的时钟。例

14、如：外部时钟频率为2 MHZ，取N为20即可获得100 KHZ的内部时钟频率。内部时钟频率的高低控制着扫描时间和键盘去抖动时间的长短。在内部时钟为100KHz时，扫描时间为5l ms，去抖动时间为103 ms。注意：外部时钟信号的周期应不小于 500 ns。第13页/共33页（3）读键盘读键盘RAM命令字命令字D7D6D5D4D3D2D1D0010AIAAAD7、D6、D5=010为该命令特征位。该命令字只在传感器方式时使用。D2、D1、D0=AAA为传感器RAM中的8个字节地址。D4=AI为自动增量特征位。当AI=1时，则每次读出传感器RAM之后，RAM地址将自动加 1，使地址指针指向顺序的

15、下一个存储单元。这样下一次读数便从下一个地址读出，而不必重新设置读键盘RAM命令。第14页/共33页（4）读显示读显示RAM命令命令D7D6D5D4D3D2D1D0100AIAAAAD7、D6、D5=100为该命令特征字。该命令字用来设定将要读出的显示RAM地址。 D3、D2、D1、DO=AAAA用来对显示RAM的16个存储单元寻址。D4=AI为自动增量特征位。当AI=1时，每次读出之后，地址自动加1，指向下一个地址，所以下一次顺序读出数据时，不必重新设置读显示RAM命令字。第15页/共33页 （5）写显示写显示 RAM命令命令D7D6D5D4D3D2D1D0011AIAAAAD7、D6、D5

16、=100为该命令特征字。该命令字用来设定将要写入的显示RAM地址。D3、D2、D1、D0=AAAA用来对显示RAM的16个存储单元寻址。 D4=AI为自动增量特征位。当AI=1时，每次写入之后，地址自动加1，指向下一个地址，所以下一次顺序写入数据时，不必重新设置写显示RAM命令字。第16页/共33页（6）显示禁止写入显示禁止写入消隐命令消隐命令D7D6D5D4D3D2D1D0101IWAIWBBLABLB D7、D6、DS=101为该命令特征位。 D3、D2=IWA，IWB位，此 2位分别用来屏蔽 A、B 2组显示。例如当 A组的屏蔽位D3一回时，A组的显示RAM禁止写入。因此，从CPU写入显

17、示器RAM的数据不会影响A的显示。这种情况通常在采用双4位显示器时使用。因为2个4位显示器是独立的，为了给其中一个4位显示器输入数据而又不影响另一个4位显示器，因此必须对另一组的输入实行屏蔽。 D1、D0=BLA，BLB位是2个消隐特征位。分别对2组显示输出进行消隐，当BL=1时，对应显示组被消隐，而当BL=0时，则恢复正常显示。第17页/共33页（7）清除命令清除命令 该命令字用来对键盘RAM和显示RAM清0。 D7、D6、DS110为该特征位。 D3、D2、D1=CD CD CD，用来设定清除显示 RAM的方式。共有 4种清 0方式，定义如下： D1=CF用来清空显示RAM。当CF=1时，

18、执行清除命令后，显示RAM被清空，使中断输出线IRQ复位，同时，传感器RAM的读出地址也被清0。DO=CA是总清的特征位。它兼有CD和CF两位的功效。当CA=1时，对显示的清除方式由D3、D2两位编码决定。 清除显示 RAM大约需要 160 s的时间，在此期间，CPU不能向显示RAM写人数据。第18页/共33页（8）结束中断结束中断错误方式设置命令错误方式设置命令 D7、D6、D5=111为该命令的特征位。这个命令有两种不同的应用。作为结束中断命令，在传感器工作方式中用来结束传感器RAM的中断请求。 作为特定错误方式设置命令，在8279已被设定为键盘扫描N键轮回方式以后，如果 CPU给 827

19、9有写入结束中断错误方式设置命令（E=1），则 8279将以种特定的错误方式工作。即8279在消抖周期内，如果发现有多个键被同时按下，则 FIFO状态字中的错误特征位 SE将置 1，并将产生中断请求信号和阻止写入 FIFO RAM。 至此，8279的8个命令字已介绍完毕。8个命令字均由D7、D6、D5特征位确定，当写入8279之后能自动寻址到相应的命令寄存器。只是在写人命令时，命令字一定要写人命令寄存器端口中，即应让 A0=1。第19页/共33页（9）8279的状态字的状态字 8279的状态字，主要用于键盘工作方式，以指示键盘RAM的字符数和有无错误发生。D7=DU为显示无效特征位。当DU=1

20、表示显示无效。当显示RAM由于清除显示或全清命令尚未完成时，DU=1。 D6=SE为传感器信号结束错误特征位。82791作在传感器工作方式或特殊错误方式使用。D5、D4=O，U为超出、不足错误特征位。对于键盘RAM的操作可能出现两种错误：超出或不足。键盘 RAM已经充满时，若其他的键盘数据还企图写入键盘RAM中，则出现超出错误，状态字的U位被置至；当键盘RAM为空时，若CPU还企图读出，则出现不足错误，状态字的U位置1。 D3=F表示键盘 RAM是否已满。当 F= 1时，表示键盘 RAM已满。 D2、D1、DO=NNN表示键盘RAM中的字符数，最多8个。D7D6D5D4D3D2D1D0DUS/

21、EOUFNNN第20页/共33页 58279与键盘显示器的接口 第21页/共33页第22页/共33页 图1020为MCS5l通过8279与8位显示器，4X8键盘的接口电路。图中键盘的行线接8279的RL0RL3，8279选用外部译码方式SL0SL2经74LS138（1）译码输出，接键盘的列线，来实现逐列扫描。SLOSL2又由 74LS138（2）译码输出，经驱动后到显示器各位的公共阴极，进行逐位扫描显示。输出线OUTBOOUTB3、OUTAOOUTA3作为8位段数据输出口，输出段码。当位切换时，BD输出为低电平，使74LS138（2）输出全为高电平，显示进行消隐。当键盘上出现有效的闭合键时，键

22、输入数据自动的进入8279的键盘RAM存储器，并向801请求中断，8031响应中断读取键盘RAM中的键输入数据。若要更新显示器输出，仅需改变8279中显示RAM中的内容。 在图 1020中，8279的命令状态口地址为 7FFFH，数据口地址为 7FFEH，键输入中断服务程序和更新显示器的输出子程序流程如图1021所示。与8279有关的初始化程序：第23页/共33页8279键盘、显示电路（达盛接口实验讲义）（1）、电路原理8279显示电路由6位共阴极数码管显示，74LS244为段驱动器，75451为位驱动器，可编程键盘电路由片74LS138组成，8279的数据口，地址，读写线，复位，时钟，片选都

23、已经接好，键盘行列扫描线均有插孔输出。键盘行扫描线插孔号为KA0KA3；列扫描线插孔号为RL0RL7；8279还引出CTRL、SHIFT插孔。六位数码管的位选、段选信号可以从8279引入，也可以有外部的其他电路引入，原理图如下：第24页/共33页第25页/共33页（2）、电路测试见整机测试六位数码管电路的测试：除去电路板上数码管右侧的跳线，系统加点，用导线将插孔LED1接低电平（GND），再将插孔LED-A，LED-B，LED-C，LED-D，LED-E，LED-F，LED-G，LED-DP依次接高电平（VCC），则数码管SLED1的相应段应点亮，如果所有的段都不亮，则检查相应的芯片75451

24、，如果个别段不亮，则检查该段的连线、及数码管是否损坏。用同样的方法依次检查其它数码管。8259显示、键盘控制芯片电路的测试：加上数码管右边的所有短路线，复位系统，应能正常显示。否则检查8279芯片、244芯片、138芯片是否正常。第26页/共33页8279电路图及说明图中CLK对应于模块上的8279CLK插孔，CNTL/S对应于CTRL插孔，SHIFT对应于SHIFT插孔，IRQ对应于IRQ插孔（/IRQ插孔为IRQ取反输出）。OUTA0OUTA3、OUTB0OUTB3对应于模块上的OUTA0OUTA3、OUTB0OUTB3插孔，用于输出显示段码。Y0Y5对应于模块上的LED1LED6插孔，用

25、于显示和键盘的扫描输出。RL0RL7对应于模块上RL0RL7插孔，用于键盘的回复输入。CS8279的用法如前所述。8279的详细使用方法请查阅相关手册。第27页/共33页图中CLK对应于模块上的8279CLK插孔，CNTL/S对应于CTRL插孔，SHIFT对应于SHIFT插孔，IRQ对应于IRQ插孔（/IRQ插孔为IRQ取反输出）。OUTA0OUTA3、OUTB0OUTB3对应于模块上的OUTA0OUTA3、OUTB0OUTB3插孔，用于输出显示段码。Y0Y5对应于模块上的LED1LED6插孔，用于显示和键盘的扫描输出。RL0RL7对应于模块上RL0RL7插孔，用于键盘的回复输入。CS8279

26、的用法如前所述。8279的详细使用方法请查阅相关手册。8279电路的基本测试方法本测试方法要用到LED/数码管/键盘模块，该模块为对象模块的一种，将在以后介绍其详细用法。8279模块的OUTB0 OUTB3接数码管模块的A D；OUTA0 OUTA3接数码管模块的E DP；LED1 LED2接数码管模块的SLED1 SLED2；LED1 LED4接键盘模块的KEYX1 KEYX4；RL0 RL3接键盘模块的KEYY1 KEYY4；8279CLK接CPU挂箱的CLK2，CS8279接CS0。第28页/共33页运行测试程序，按动键盘，如8279电路正常，数码管上应显示出按键的键值（此处键值定义为该键所处的行列号）。测试参考程序如下：CSEG AT 0000H LJMP START CSEG