串行LED譯碼/驅(qū)動(dòng)器件TEC9607在PIC16C5X系列單片機(jī)中的應(yīng)用

PIC16C5X系列單片機(jī)具有可靠性高、功耗低、實(shí)用、低價(jià)、易學(xué)等特點(diǎn)，尤其是OTP產(chǎn)品有與掩模型產(chǎn)口幾乎相同的性能和價(jià)格，因此被廣泛用于工業(yè)和民用產(chǎn)品。在應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)于多位數(shù)碼管(LED)的顯示驅(qū)動(dòng)，傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式有兩種：一是每個(gè)LED單獨(dú)譯碼驅(qū)動(dòng)，這需要大量的I/O線；二是段驅(qū)動(dòng)，即采用公共數(shù)據(jù)線進(jìn)行位驅(qū)動(dòng)單獨(dú)掃描，這種方法在軟件上需定時(shí)掃描，否則顯示就會(huì)混亂。為了既用很少I/O線，又減少軟件設(shè)計(jì)的工作量，采用串行數(shù)據(jù)譯碼驅(qū)動(dòng)電路不失為最佳選擇。MC14499是比較理想的器件，但價(jià)格昂貴，目前已停產(chǎn)。TEC9607為國(guó)產(chǎn)電路，售價(jià)低，很適合在各種電子產(chǎn)品上使用。本文介紹了TEC9607的工作時(shí)序及與PIC系列單片機(jī)的接口電路，并給出了程序清單，軟件不作任何改動(dòng)即可直接應(yīng)用到PIC系列單片機(jī)中。

1. TEC9607功能描述

TEC9607是天潼公司生產(chǎn)的串行共陽(yáng)極CMOS 5×8段LED數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)電路，為全定制專用集成芯片，它由開(kāi)機(jī)自清電路、振蕩電路、位掃描驅(qū)動(dòng)電路、5×8位移位寄存器電路、5×8位數(shù)據(jù)鎖存器電路、多路選擇器、共陽(yáng)極段驅(qū)動(dòng)電路組成?？梢耘c各種型號(hào)的微控制器(計(jì)算機(jī))串行口或并行口連接，專供驅(qū)動(dòng)5位十進(jìn)制八段(每段至多串聯(lián)3個(gè)LED)共陽(yáng)極LED數(shù)碼管或共陰極5×8點(diǎn)陣LED使用。TEC9607的管腳排列如圖1所示，各引腳說(shuō)明如下：

SI(5腳)：串行數(shù)據(jù)輸入腳，數(shù)據(jù)的輸入由微控制器(計(jì)算機(jī))程序給出。

SCP(6腳)：串行移位時(shí)鐘，用于驅(qū)動(dòng)串行數(shù)據(jù)的輸入。

CS(4腳)：片選信號(hào)，高電平有效。CS=1，允許SI、SCP把數(shù)據(jù)移到5×8位移位寄存器；否則移位禁止。內(nèi)部有上拉電阻到電源。CS在用于一個(gè)微處理器帶多片TEC9607時(shí)做片選使用。

SO(14腳)：5×8位串行移位寄存器數(shù)據(jù)輸出。一個(gè)微處理器帶多片TEC9607時(shí)，除了用CS方法擴(kuò)展外，也可用SO串出的方法擴(kuò)展。

LCP(3腳)：把5×8位移位寄存器中的數(shù)據(jù)存到5×8位段數(shù)據(jù)鎖存器的脈沖，高電平有效。加入數(shù)據(jù)鎖存器的目的是上一個(gè)數(shù)據(jù)的顯示和下一個(gè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備(移位)可同時(shí)進(jìn)行，且能防止數(shù)據(jù)移位過(guò)程中顯示數(shù)據(jù)的閃爍，內(nèi)部已有上拉電阻到源，平時(shí)懸空時(shí)為高電平1，表示5×8位串行移位寄存器的數(shù)據(jù)總是送 5×8位數(shù)據(jù)鎖存器。

OEN(13腳)：段輸出允許信號(hào)，高電平有效。OEN=1時(shí)，允許段輸出顯示；OEN=0，段輸出為高阻態(tài)。內(nèi)部已有上拉電阻到電源，懸空時(shí)為高電平1。

OSC1、OSC2(2、1腳)：振蕩電路輸入和輸出端。OSC1為輸入，OSC2為輸出。微控制器產(chǎn)生的移位脈沖與顯示掃描信號(hào)S1～S5是異步工作的。OSC1、OSC2外接電容C可使OSC2輸出約2kHz，因此作為該器件的位掃描頻率，電容推薦值為1000pF。

A、B…DP(22～15腳)：段輸出信號(hào)，為開(kāi)路門輸出，接LED負(fù)載。

S1～S5(11～7腳)：位掃描驅(qū)動(dòng)，S1為第一位(個(gè)位)，S5為第五位(萬(wàn)位)。

R(23腳)：開(kāi)機(jī)自清信號(hào)引腳，低電平有效。外接電容C到地，可增大開(kāi)機(jī)自清的時(shí)間。

TEC9607的工作時(shí)序如圖2所示，按圖2的工作時(shí)序傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，先將SCP拉成低電平，隨后把第一位數(shù)據(jù)放在SI線上，在SCP的上升沿， TEC9607將數(shù)據(jù)采集進(jìn)去，其它位傳送過(guò)程是相同的。在5×8位數(shù)據(jù)傳送后，就完成了顯示控制過(guò)程。40位數(shù)據(jù)的串行順序如圖3所示。

2.TEC9607與單片機(jī)的接口電路

圖4是TEC9607與PIC16C5X系列單片機(jī)的接口電路。設(shè)計(jì)時(shí)，首先構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，包括PIC16C5X系列單片機(jī)、外復(fù)位電路和振蕩電路。該接口電路采用PIC16C57RC，它內(nèi)含 2k×12位 OTP型程序存儲(chǔ)器、內(nèi)置式硬件看門狗電路(WDT)、33條精簡(jiǎn)單字節(jié)指令，并具有二極堆棧，工作頻率為0～20MHz，有四種振蕩方式可選。 PIC16C5X系列單片機(jī)具有片內(nèi)上電電路(POR)可將VDD與MCLR相連，即可使用POR，但要求VDD的上升速度不低于0.05V/ms，并且 VDD要從0V開(kāi)始上升，否則不能正確復(fù)位。為了可靠，應(yīng)外接RC復(fù)位電路。

當(dāng)多片TEC9607擴(kuò)展使用時(shí)，可用片選CS進(jìn)行選擇，亦可用第一片TEC9607的SO輸出接第二片TEC9607的SI，依次串聯(lián)的方法。且應(yīng)考慮SCP的驅(qū)動(dòng)能力。

3.顯示程序設(shè)計(jì)

TEC9607可驅(qū)動(dòng)任意位LED數(shù)碼管顯示。少于5位 (比如2位)時(shí)，第一種方法是5×8位串行移位寄存器的低2×8位移入要顯示的段碼，而高3×8 位全移入“0”，此時(shí)只接兩位數(shù)碼管。SI驅(qū)動(dòng)個(gè)位，S2驅(qū)動(dòng)十位，S3～S5懸空即可。第二種方法是5×8位串行移位寄存器的高2×8位移入要顯示的段碼，低3×8位不管它，此時(shí)只接兩位數(shù)碼管。S4驅(qū)動(dòng)個(gè)位，S5驅(qū)動(dòng)十位，S3～S1懸空。

軟件設(shè)計(jì)中，應(yīng)使RA口工作在輸出狀態(tài)。下面以四位LED數(shù)碼管顯示為例描述該電路的軟件設(shè)計(jì)，其顯示驅(qū)動(dòng)程序如下：TRBUF EQV OAH ；數(shù)據(jù)暫存器和循環(huán)次數(shù)寄存器