实验5键盘显示控制器8279应用实验

实验五键盘显示控制器8279应用实验

一、实验目的

1、掌握51系统中，扩展8279键盘显示接口的方法。

2、掌握8279工作原理和编程方法。

二、预备知识

8279A是一种通用的可编程键盘/显示器接口器件，可对64个开关矩阵组成的键盘进行自动扫描，接收键盘上的输入信息，存入内部的FIFO寄存器，并在有键输入时，CPU请求中断。8279A内部还有一个16×8的显示缓冲器，能对8位或16位LED自动扫描，使显示缓冲器的内容在LED上显示出来。

1、引脚功能

DB0～DB7：双向数据总线，以便和CPU之间传递命令、数据和状态。

CLK ：时钟输入线，以产生内部时钟。

RESET ：复位线，高电平有效。复位后，8279A置为16位显示左边输入，编码扫描键盘，时钟系数为31。

/CS ：片选，低电平有效。

A0 ：地址输入线，用以区分数据线传送的是数据还是命令。A0=0传送的是数据；A0=1传送的是命令。

/RD ：读信号线，低有效，内部缓冲器信息送DB0～DB7。

/WR ：写信号线，低有效。收数据总线上的信息写入内部缓冲区。

IRQ ：中断请求输出线，高有效。当FIFO RAM中有键输入数据时，IRQ升为高电平，向CPU请求中断。CPU读出FIFO RAM时，IRQ变为低电平，若RAM 中数据还有，IRQ 又返回高电平，直至RAM中为空，IRQ才保持低电平。

SL0～SL3 ：输出扫描线，用以对键盘/传感器矩阵和显示器进行扫描。

RL0～RL7 ：键盘/传感器矩阵的行(列)数据输入线。其内部有拉高电阻，使之保持高电平。

SHIFT ：换档输入线，内部有拉高电阻，使之保持高电平。

CNTL/STB：控制/选通输入线，内部有拉高电阻，使之保持高电平。

OUTA0～OUTA3：四位输出口。

OUTB0～ OUTB3：四位输出口。

这两个口是16 ×4 显示器更新寄存器的输出端，输出的数据和SL0～SL3上信号同步，用于多位显示器显示。

/BD ：显示消隐输出线，低电平有效。

Vcc ：地。

2、8279A内部结构

(1) 8279A内部具有时序控制逻辑，通过控制和时序寄存器存放键盘和显示器的工作方式和其他状态信息。内部还包含有N分频器，分频系数为N，由2～31 之间任一数可编程确定，对CLK上时钟进行N分频以产生基本的100KHZ的内部计数信号(扫描时间为5.1ms，去抖动时间为10.3ms)。

(2) 8279A内部的扫描计数器有两种工作方式：一是编码方式，计数器以二进制方式计数，4位计数器的状态直接从SL0～SL3上输出，由外部译码对SL0～SL3 译码产生键盘和显示的扫描信号，高电平有效；二是译码方式，对计数器的低二位译码后从SL0～SL3上

输出，作为4×8键盘和4位显示器的扫描信号，低电平有效。

(3) 8279A在键盘工作时，由输入缓冲区锁存RL0～RL7上的信息，以确定键入情况，其内部有去抖动电路(10ms)。

(4) FIFO/传感器RAM：它是一个双功能8×8RAM，在键盘和选通输入方式中，它是一个先进先出的数据缓冲器。当/CS=0，A0=1，/RD=0时，读出FIFO的内容，FIFO 中有数据时，由控制电路发IRQ信号，在传感方式中，8×8RAM用作传感器RAM，当检测到某个传感器发生变化时，IRQ上升为高电平。

(5) 显示地址寄存器和显示RAM：用于存放CPU当前正在读写的显示RAM 单元地址，以及正在显示的两个4位半字节地址。在选定了工作方式和地址后，CPU 可直接读出显示RAM中的内容。

3、8279A的控制命令

(1) 键盘显示器方式设置命令

7 6 5 4 3 2 1 0

0 0 0 D D K K K

位2～0 ：数据输入及扫描方式

000：编码扫描，键盘输入，2键无锁*

001：译码扫描，键盘输入，2键无锁

010：编码扫描，键盘输入，多键有效

011：译码扫描，键盘输入，多键有效

100：编码扫描，传感器陈列检测

101：译码扫描，传感器陈列检测

110：编码扫描，选通输入

111：译码扫描，选通输入

带* 表示复位以后的值

位4～3：显示方式

00: 8字符显示，左端输入*

01：16字符，左端输入

10：8字符显示

11：16字符显示，右端输入

带* 表示复位以后设定为该种方式

(2) 扫描频率控制命令

7 6 5 4 3 2 1 0

0 0 1 P4 P3 P2 P1 P0

P4-P0：设置值0-31，对外部时钟的分频系数，使fclk÷分频系数=100KHZ 复位以后，P4～P0=31 （fclk为外部接入时钟）

(3)读FIFO前设置的读地址命令

7 6 5 4 3 2 1 0

0 1 0 AI A2 A1 A0

A2～A0：8×8位的FIFO的地址000～111

AI: AI=1 自动增1；AI=0 不自动增1

(4) 读显示RAM前设置的读地址命令

7 6 5 4 3 2 1 0

0 1 1 AI A3 A2 A1 A0

A3～A0：16×8位的显示RAM的地址0000～1111

AI: AI=1 自动增1；AI=0 不自动增1

(5)写显示RAM前设置的写地址命令

7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 0 AI A3 A

2 A1 A0

A3～A0：16×8位的显示RAM的地址0000～1111

AI: AI=1 自动增1；AI=0 不自动增1

(6) 显示RAM写入禁止/消隐命令(BCD码显示用)

7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 1 IWA IWB BLA BLB

BLB ：=1 ，消隐B

BLA ：=1 ，消隐A

IWB ：=1 ，屏蔽B

IWA ：=1 ，屏蔽A

(7) 清除FIFO状态字、显示RAM清除命令

7 6 5 4 3 2 1 0

1 1 O CD

2 CD1 CD0 CF CA

CA: 总清除 CA=0，清除显示RAM ； CA=1，清除显示RAM及FIFO状态字

CF: =1 清除FIFO,中断输出线复位

CD2～CD0：10×将显示RAM各单元都清为00H；110 将显示RAM各单元都清为20H； 111 将显示RAM各单元都清为FFH；0××不清除，但CA=1时，CD1 CD0仍有效。

说明：清除显示RAM约需160us，此时FIFO状态字最高位Du= 1，表示显示无效，CPU不能向显示RAM写入数据。

(8) 中断结束/出错方式设置命令

7 6 5 4 3 2 1 0

1 1 1 E

E=1 为设置中断结束/出错方式，复位后E=0

4、FIFO状态字

7 6 5 4 3 2 1 0

DU S/E O U F N N N

N N N：FIFO中的字符数000～111

F: =1 FIFO满

U: =1 FIFO取空出错

O: =1 FIFO溢出出错

S/E: =1 传感器信号进入传感器RAM，多键同时按下错误

DU: =1 显示无效

FIFO状态字由控制字口读入

5、8259的数据输入输出（A0=0，是数据输入输出，即数据操作）

对8279输入数据（如显示数据、键盘输入数据、传感器矩阵数据等）时，要选择数据输入输出口地址。8279的数据输入输出口地址由A0=0确定。

SL2、SL1、SL0为扫描线，RL7-RL0为回复。

在键盘工作方式中，键盘数据格式中的D7、D6表示CNTL和SHIFT状态，D5、D4、D3表示扫描线SL2、SL1、SL0的8个译码状态，即SL2、SL1、SL0。D2、D1、D0表示回复线RL7-RL0的8个状态。

三、实验内容

实验原理图见图4-7-1，系统中8279A接口芯片及其相关电路完成键盘扫描和显示，本实验以查询方式获取键盘状态信息，读取键值。键值转换成显示代码供显示。根据原理图，得到键值和键名的对照表4-7-1，显示值和显示代码对照表4-7-2。利用8279可以实现对键盘/显示器的自动扫描，以减轻CPU负担，具有显示稳定、程序简单、不会出现误动作等优点。本实验利用8279实现显示扫描自动化。

表4-7-1

表4-7-2

四、实验原理图

如图4-7-1 所示：

图4-7-1

五、实验内容及步骤

（一）实验内容

1、利用Proteus软件绘制MCS-51单片机最小系统，8279键盘显示接口电路、矩阵键盘、数码管电路。

2、编写程序，实现基于8279的矩阵按键检测及数码管的键值显示。

3、基于仿真硬件电路原理图和程序，连接实验箱模块，下载程序并调试，实现按键的检测和键值数码管显示。

（二）实验步骤

（1）、利用8279芯片实现按键检测和驱动数码管显示。结合实验箱，在Proteus软件下绘制电路原理图，（2）、在Keil软件下，建立工程，编写源文件，根据需要初始化芯片和调用键盘和显示函数。

（3）、程序编译，生成Hex文件，嵌入到Proteus软件单片机里，晶体振荡器12M，运行软件仿真，观察仿真现象。

（4）、用8芯排线将8279区DU(a-h)连接到数码管显示区的DU(a-h)，8279区BIT连接到数码管显示区的BIT。

（5）、用4芯排线将8279区的KH连到键盘区的KH上，8279区的KL连到键盘区的KL 上。

（6）、8279区8279CS连到系统译码的Y6上，8279CLK连接到固定脉冲的1MHz。

（7）、调试、运行程序工程中的hex文件。数码管显示“8279-1按下数字键，数码管上显示相应的数字。

六、实验结果

●Keil

●#include

●#include

●#define C8279 XBYTE[0xE001]

●#define D8279 XBYTE[0xE000]

●unsigned char buffer[8];

●void delay(unsigned char i1);

●void disp8279(void);

●void init8279(void);

●unsigned char getkey(void);

●void main(void)

●{

● init8279();

● buffer[0]=0x08;

● buffer[1]=0x02;

● buffer[2]=0x07;

● buffer[3]=0x09;

● buffer[4]=0x12;

● buffer[5]=0x12;

● buffer[6]=0x12;

● buffer[7]=0x01;

● init8279();

● disp8279();

●delay(10);

● while(1)

● {

●unsigned char k;

● disp8279();

● for(k=0;k<8;k++)

● {

●buffer[k]=getkey();

● delay(50);

● disp8279();

● }

● }

●}

●void delay(unsigned char i1)

●{

● unsigned char ii;

● unsigned int jj;

● for (ii=0;ii

● for (jj=0;jj<0x180;jj++);

●}

●void disp8279(void)

●{

●unsigned char i,j;

● unsigned char code table[24]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, ● 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,

● 0x73,0x3e,0x40,0x6e,0x76,0x38,0x00,0x80};

● while(i==0x80)

● {

●j=C8279;

● i=0x80&j;

● }

● for(i=0;i<8;i++)

● {

●j=buffer[i];

● D8279=table[j];}

● }

●void init8279(void)

●{

● C8279=0;

● C8279=0X2A;

● C8279=0xD0;

● C8279=0x90;

●}

●

●unsigned char code key[16]={ 0x23,0x2B,0x33,0x3B,0x22,0x2A,0x32,0x3A,

● 0x21,0x29,0x31,0x39,0x20,0x28,0x30,0x38};

●

●

●unsigned char getkey(void)

●{unsigned char i,temp,kk;

● i=0;

●while(i==0)

●{

● temp=C8279;

● i=temp&0x07; ●}

●temp=D8279;

●for(i=0;i<16;i++) ● {

●if (temp==key[i]) ●{

●kk=i;break;

●}

● }

●return kk;

●}

实验箱

七、实验分析

数据缓冲器是双向缓冲器，连接内外总线，用于传送CPU和8279的命令。I/O控制线是CPU对8279进行控制的引线。CS是8279的片选信号，CS=0时，8279才被允许读出或写入信息。WR、RD为来自CPU的控制信号。通过实验，了解到8279A内部的两种扫描计数器的工作方式以及缓存，来自RL0~RL3的8根回复线的回复信号，由回复缓冲器缓冲并锁存。在键盘工作方式中，回复线作为行列式键盘的行列输入线。在逐行列输入时，在逐行列扫描时，回复线用来搜索每一行列中闭合的键。当某一键闭合时，去抖电路被置位，延时等待10ms 后，再检验该键是否继续闭和，并将该键的地址和附加的移位、控制状态一起形成键盘数据被送入8279内部FIFO（先进先出）存储器。

实验的两端口地址分别为0008H，0580H。

得到的实验结果为：刚烧入程序后，系统上显示“8279---1”，继续在系统键盘上输入数字键，可以在系统显示器上显示相应的数字，当全部8个数码管都亮了后，又回到第一个覆盖掉第一个的数字。实验过程中，应注意引脚相互对应，导线是否有破损。

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