用AT90S1200代換顯示驅動(dòng)芯片MC14499的應用電路

1 MC14499簡(jiǎn)介

MC14499 是Motorola公司生產(chǎn)的串行輸入BCD十進(jìn)制輸出的CMOS集成塊，它內含BCD譯碼器和串行接口，可以與任何CPU接口連接，在比較復雜的單片機控制系統中，MC14499具有占用I/O少、控制顯示器多、功耗低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應用。但其缺點(diǎn)是用它來(lái)實(shí)現顯示系統比較復雜，并且成本太高。隨著(zhù)技術(shù)的飛速發(fā)展和微處理性能價(jià)格比的較高，人們可以采用高性?xún)r(jià)比的MCU來(lái)代換它，這也許是一個(gè)趨勢，如用力源PS7219代換 MAX7219等。筆者用AT90S1200來(lái)代換CM14499，取得了非常好的效果。AT90S1200是一種性能非常優(yōu)異的RISC單片機，它可以與主CPU并行工作，而且功耗也特別你，在性能上完全與MC14499兼容，由其組成的顯示系統非常簡(jiǎn)單。另外，它的一個(gè)最突出的優(yōu)點(diǎn)是操作靈活，并可在 MC14499接口的基礎上增加SPI接口、I2C及單線(xiàn)傳輸等功能。

MC14499片內主要包括移位寄存器、鎖存器、多路輸出、譯碼驅動(dòng)器及振蕩器，由多路輸出從鎖存器中取出的BCD碼數據經(jīng)段譯碼器譯碼后送至八段輸出腳，片內振蕩信號經(jīng)四分頻后接至I～IV四條位控制線(xiàn)對顯示器進(jìn)行輪流掃描，以實(shí)現動(dòng)態(tài)掃描顯示。

MC14499一次可接收20位串行輸入數據，MC14499的前四位為4個(gè)LED顯示器的小數點(diǎn)選擇位，后16位是4個(gè)LED顯示器的BCD碼輸入數據，高位在前，低位在后，當EN由高變低時(shí)，MC14499的寄存器開(kāi)始接收串行數據。

MC14499采用雙列直播式18腳DIP封裝形式。圖1所示是它的引腳排列示意圖。

2 AT90S1200的主要特點(diǎn)

AT90S1200單片機是由ATMEL公司推出的RISC（reduced Instruction Set cpu）單片機，它充分吸取了PIC及8051的優(yōu)點(diǎn)，并發(fā)揮了其自身Flash存儲器技術(shù)特長(cháng)。從而使AT90S1200具有非常優(yōu)異的性能。其特點(diǎn)如下：

●具有大電流（10～20mA）輸出特性，可直接驅動(dòng)LED顯示、繼電器、SSR固態(tài)繼電器等。片內看門(mén)狗定時(shí)器具有安全保護功能，可防止程序走飛，從而提高了產(chǎn)品的抗干擾能力。

● 內部帶有價(jià)格低廉的可擦寫(xiě)1000次以上的1k字節FLASH，速度高，功耗低，并具有sleep功能，可分別在空閑、掉電及省電模式下實(shí)現低功耗。在 1MHz時(shí)呆實(shí)現1MIPS的處理能力，AT90S1200采用單周期執行指令，耗電在1mA～3mA之間。（睡眠時(shí)的典型損耗電流≤1μA）。

●帶有高度保密但可多次燒寫(xiě)的FLASH，具有多重保密保護鎖死功能，可低價(jià)快速完成產(chǎn)品商品化生產(chǎn)。

●有串行異步通訊UART口，不占用定時(shí)器和SCI傳輸功能，其高速性能可使其工作在一般標準整數頻率，它的波特率可達576k，并帶有系統可編程SPI接口。

●采用超功能簡(jiǎn)精指令：具有32個(gè)通用工作寄存器，可靈活使用指令運算，并支持功能強大C語(yǔ)言編程，易學(xué)易用。

●AT90S1200內置比較器，I/O口可作A/D轉換用，內含一個(gè)8位定時(shí)器/計時(shí)器。

●具有三個(gè)固定中斷向量地址，分別為：外部中斷、內部定時(shí)器中斷、片內模擬比較器輸出中斷，可實(shí)時(shí)快速響應，適用于實(shí)時(shí)控制系統。

●是一種可重設啟動(dòng)復位器件，具有內部電源開(kāi)關(guān)啟動(dòng)計數器，可將低電平復位（RESET）直接接到Vcc端。當電源打開(kāi)時(shí)，利用內部的RC看門(mén)狗定時(shí)器可延遲MCU啟動(dòng)執行程序，這種延時(shí)可以使I/O在穩定后執行程序，以提高單片機的工作可靠性。

●AT90S1200器件內置1MHz工作頻率RC振蕩器，這使得單片機無(wú)需外加振蕩元器件即可工作，因而設計使用簡(jiǎn)單方便。

●具有可描寫(xiě)100000次的EEPROM（64個(gè)字節），為掉電后的數據保存提供方便。

●工作電壓范圍為2.7V～6.0V，具有較強的電源抗干擾能力。

3 代換電路

用AT90S1200代換KMC14499的電路連接如圖2所示，其中AT90S1200的RST為復位引腳，可直接接至高電平，并在內部復位，A～G為7段，DP為小數點(diǎn)，Ⅰ～Ⅳ為四位位選信號輸出，可用于從顯示器吸收電源。

可以看出，圖2所示電路非常簡(jiǎn)單，只需外接8只電阻即可驅動(dòng)四位動(dòng)態(tài)顯示，阻值可根據LED數碼管的性能在200～500Ω之間選擇，筆者使用200Ω，亮度很高，且功耗很低，這一些需24小時(shí)工作的場(chǎng)合很適用，可直接代換MC14499.和主EN為使能信號，只有EN為低時(shí)才接收數據，CLK為時(shí)鐘信號，使用AT90S1200的中斷口pd2，可快速反應實(shí)時(shí)接收，data為串行數據輸入端，在CLK的下降沿，data線(xiàn)上的數據被移入到內部20位移位寄存器中。