литература / Пухальский Проектирование микропроцессорных систем 2001

310 Глава 3. Интерфейсные БИС

Scan Counter — счетчик сканирования клавиатуры и дисплея (4-разрядный двоичный счетчик — рис. 3.140). Тип четырех выходных сигналов счетчика SL3_o (Scan Lines — линии сканирования клавиатуры и дисплея) программируется командой CWtl (см. рис. 3.150) и задает два режима сканирования клавиатуры и дисплея: 1) кодированный режим (Encoded Mode — рис. 3.141, а), требующий применения внешних дешифраторов и используемый для построения 64-клавишной клавиатуры и одного 16-разрядного алфавитно-цифрового дисплея или двух 16-разрядных цифровых дисплеев; 2) декодированный режим (Decoded Mode — рис. 3.141, б), не требующий применения внешних дешифраторов и используемый для построения 32-клавиш- ной клавиатуры и одного 4-разрядного алфавитно-цифрового дисплея или двух 4-разрядных цифровых дисплеев. В декодированном режиме (с внутренней дешифрацией) сигналы SL3_о имеют низкий активный уровень (0);

Return Buffers — 8-разрядный буферный регистр памяти для сигналов возврата RLj _0(Re­ turn Line), поступающих с клавиатуры. К входам RLlis вместо клавиатуры можно подключать матрицу датчиков (Sensor Matrix) или 8-разрядное внешнее устройство, записывающее в ре­ гистр памяти байт данных положительным фронтом сигнала STB, подаваемым на вход CNTL/STB (Control/Strobe Input Mode — клавиша CntUрежим стробирования ввода). Режим ра­ боты PKDI 8279 (клавиатура, матрица датчиков, стробируемый ввод) программируется коман­ дой CW0 (см. рис. 3.150). Стробируемый ввод обеспечивает программный ввод данных с квити­ рованием и по прерыванию с использованием FIFO 8 x 8 бит в качестве буферной памяти

(см. § 2.6);

Keyboard Debounce and Control — устройство управления и устранения “дребезга” клавиа­ туры. В режиме сканирования матричной клавиатуры данное устройство анализирует сигналы RLj-o для обнаружения замыкания клавишного контакта и определяет номер строки, в которой контакт был замкнут (принцип работы матричного контроллера клавиатуры был рассмотрен

в§ 1.9 — см. рис. 1.37). При обнаружении замыкания контакта противодребезговая схема через 10,24 мс проверяет его состояние. Если контакт сохраняет замкнутое состояние, то его номер

вклавишной матрице и состояния сигналов CNTL и SHIFT передаются в буферную память типа FIFO. В режиме сканирования матрицы датчиков значения сигналов RL7A) непосредственно за­ писываются в соответствующую ячейку памяти ОЗУ датчиков (Sensor RAM; sensor — датчик, чувствительный элемент, сенсор). В режиме стробируемого ввода значения сигналов на линиях

RL7_о записываются в FIFO по положительному фронту сигнала CNTL/STB;

8 x 8 FIFO/Sensor RAM (FIFO!ОЗУ датчиков) — память объемом 8 байт для хранения ко­ дов нажатых клавиш или данных, поступающих от матрицы датчиков или внешнего устройства со стробируемым вводом. В режимах сканирования клавиатуры и стробируемого ввода память используется как FIFO (принцип работы FIFO был описан в § 2.6). В режиме сканирования ма­ трицы датчиков ОЗУ используется для хранения их состояния. Каждая строка ОЗУ датчиков хранит текущее состояние соответствующей строки матрицы датчиков;

FIFO/Sensor RAM Status — 8-разрядный регистр состояния FIFO/Sensor RAM, в котором фиксируется число введенных символов (байт данных), ошибки записи в полное FIFO и чтения пустого FIFO и др. (см. рис. 3.158). Если FIFO не пусто, то выдается значение сигнала запроса прерывания IRQ = 1. В режиме сканирования матрицы датчиков сигнал IRQ переходит в со­ стояние 1 при каждом обнаруженном при сканировании изменении состояния сенсоров. Ре­ гистр состояния может быть опрошен командой IN port для анализа ошибок и реализации про­ граммных методов ввода и вывода с квитированием;

Display Address Registers — два 4-разрядных регистра хранения адреса п = 0 ... 15 ОЗУ дисплея, позволяющие адресовать запись и чтение данных как байтами D7_0 = A3_ofi3-o, так и не­ зависимыми тетрадами (nibbles) D7_0 = Л3_0хххх и D1{) = ххххб3_о, что программируется коман­

памяти ОЗУ дисплея) затем последовательно периодически выводятся на индикаторы дисплея с интервалом в 640 мкс — время вывода содержимого одной из шестнадцати ячеек памяти ОЗУ дисплея на выходы OUT А3_о СРА3_0) и OUT Z?3_0 (Pfi3_0) без учета времени гашения индикаторов в течение 150 мкс (Blank Code), автоматически вводимого при переключении разрядов дисплея (рис. 3.142). Управление адресацией ОЗУ дисплея осуществляется командами CW3 и CW4 (см. рис. 3.153 и 3.154), предоставляющими возможность введения автоинкремента адреса при чтении и записи данных;

--------------- -L J-

Клавиатура

Дисплей

миразрядным кодированием отображаемых символов и заданием ввода с левой стороны дис­ плея, сканирование клавиатуры с внешней дешифрацией и блокировкой нажатия двух клавиш, mod. 31 — модуль пересчета прескалера. Задание этих режимов работы эквивалентно подаче команд CW0 = 08/г (см. рис. 3.150) и CW\ = 3F/г (см. рис. 3.151);

SL3_o (Scan Lines) — линии сканирования матричной клавиатуры, матрицы датчиков и ин­ дикаторов дисплея в кодированном и декодированном режимах (см. рис. 3.141). В кодирован­

ном режиме работы эти сигналы подаются на внешние дешифраторы DC 3 х 8 и DC 4 x 1 6

лам сканирования М7_о, имеющим низкий (0) активный уровень (рис. 3.143). В режиме стробируемого ввода на линии RLq_о от внешнего устройства подаются 8-разрядные данные, записы­ ваемые в FIFO по положительному фронту сигнала CNTUSTB;

SHIFT, CNTL/STB (Control/Strobe Input Mode) — входы для подключения клавиш Shift и Cntl (Control) в режиме сканирования клавиатуры и подачи сигнала STB в режиме стробируемого ввода. Клавиша Shift обычно используется для управления верхним и нижним регистрами клавиатуры. Состояния клавиш Shift и Cntl вводятся в FIFO только при нажатии одной из кла­ виш основной 64-клавишной клавиатуры (см. рис. 3.159) — в итоге клавиатура выдает 256 раз­ личных кодов от 00h до FF/г. Линии SHIFT и CNTUSTB имеют внутренние резисторы, подклю­ ченные к источнику питания Vcc - +5 В (pullups) для задания исходного логического уровня 1;

IRQ (Interrupt Request) — сигнал запроса прерывания. В режиме ввода с клавиатуры зна­ чение этого сигнала устанавливается в 1 при наличии в FIFO хотя бы одного символа и уста­ навливается в 0 при каждом чтении символа из FIFO, но после этого, если FIFO все еще не пусто, сигнал IRQ принимает значение 1. В режиме сканирования матрицы датчиков каждый

пропускается), но вывод пяти значений столбцов производится одновременно. На рис. 3.145, 6 показан пример вывода на дисплей адреса и команды на языке ассемблера при запуске про­ граммы дисассемблера (disassembler), преобразующей машинные коды команд в их мнемонику (используется для просмотра программного обеспечения, хранящегося в EPROM).

Скважность динамической индикации алфавитно-цифрового дисплея Q = 128 (8 строк на 16 символов), поэтому драйверы должны обеспечивать значительно большие импульсные токи, чем в 7-сегментных дисплеях. Для полноценного и равномерного светоизлучения СИД всех столбцов недостаточно одного вентиля (драйвера) 514КТ1, поэтому необходимо использовать две ИС 514КТ1 с параллельной работой пар вентилей (у каждой пары объединяются входы и объединяются выходы — см. рис. 3.148). В одной ИС 514КТ1 (DS%%12N фирмы National Semi­ conductor Corp.) имеется 9 вентилей с открытым коллекторным выходом, каждый из которых характеризуется импульсным током /имп < 400 мА при скважности Q = 9 и длительности им­ пульса не более 500 мкс.

7-сегментные дисплеи. Контроллер клавиатуры и дисплея 8279 можно использовать для управления одним или двумя 7-сегментными 16-разрядными дисплеями. При управлении од­ ним дисплеем преобразование 16-ричных чисел 0 - 9, А -*■F в 7-сегментный код целесообразно возложить на программное обеспечение МП-системы — на выходы />Аз_0РВ3_0 БИС 8279 будут выдаваться 7-сегментные коды чисел (семь из восьми разрядов байта Р А ^Р В ^о). В этом случае для вывода на дисплей можно использовать и другие символы, заданные в исходном виде дво­ ичными кодами (см. табл. 1.19 в § 1.9).

Четырехразрядные порты РА3_0и РВ3_0 БИС 8279 могут работать и независимо, но в этом случае выводимые данные могут быть представлены только в кодированной форме, непосред­ ственно не отображаемой на дисплее (4-разрядными двоичными кодами). Режим независимой работы портов позволяет управлять двумя 7-сегментными 16-разрядными дисплеями при ис­ пользовании двух внешних аппаратных преобразователей 4-разрядных двоичных чисел в 7-сегментные коды. В табл. 3.28 приведено преобразование двоично-десятичного кода, или кода 8 -4 -2 -1, в 7-сегментный код, которое выполняют ИС, изображенные на рис. 3.149.

Таблица 3.28. Таблица истинности преобразования X/7S