基于BC7281的墨斗操作臺系統設計

　　2.3顯示驅動(dòng)與鍵盤(pán)掃描電路

　　墨斗操作臺控制系統采用 BC7281芯片來(lái)掃描鍵盤(pán)和驅動(dòng)數碼管等顯示， BC7281是 16位 LED數碼管顯示及 64鍵鍵盤(pán)接口專(zhuān)用控制芯片。通過(guò)外接移位寄存器 74LS164或 74LS595，BC7281最多可以控制 16位數碼管或 128只獨立的 LED顯示，其驅動(dòng)輸出極性及輸出時(shí)序均為軟件可控，可與各種外部電路配合，適用于任何尺寸的數碼管。BC7281的各位數碼管還可獨立按不同的譯碼或不譯碼方式顯示，因其內部具有閃爍開(kāi)關(guān)控制寄存器及閃爍速度控制寄存器，可獨立控制各位數碼管的閃爍屬性及閃爍頻率。BC7281最多可連接 64鍵(8x8)的矩陣鍵盤(pán)，內部具有去抖動(dòng)功能，并有 2種鍵盤(pán)工作模式可供選擇。 BC7281采用高速 2線(xiàn)接口與 MCU進(jìn)行通信，只占用很少的 I／0口資源和主機時(shí)間 。

　　在本系統中每個(gè)顯示驅動(dòng)與鍵盤(pán)掃描模塊由一個(gè)BC7281芯片與兩個(gè) 74LS174移位寄存器配合，控制三組按鍵與顯示單元，系統中一共用到 8個(gè)顯示驅動(dòng)與鍵盤(pán)掃描模塊。 BC7281與 PIC單片機之間的通訊是采用 2線(xiàn)高速串行接口，這兩個(gè)連線(xiàn)分別是數據線(xiàn) DAT和同步時(shí)鐘線(xiàn) CLK，其中 DAT為雙向數據傳輸線(xiàn)，BC7281既用該線(xiàn)從 PIC單片機接收數據，也用該線(xiàn)向 PIC單片機發(fā)送數據。BC7281的 DAT引腳為漏極開(kāi)路輸出結構，使用時(shí)須在該線(xiàn)上加 20K?左右的上拉電阻[5]。CLK引腳為串行時(shí)鐘接口的同步時(shí)鐘，由 PIC單片機控制，下降沿有效。

　　BC7281芯片的按鍵指示線(xiàn) KEY與 PIC單片機的管腳直接相連，正常工作時(shí)，如果有按鍵發(fā)生則 KEY線(xiàn)輸出低電平，PIC單片機檢測到 KEY線(xiàn)為低電平時(shí)，從 BC7281內的鍵值鎖存器讀出數值即可判斷發(fā)生的按鍵。

　　3 系統軟件設計

　　墨斗操作臺控制系統中 PIC單片機與 BC7281芯片之間的串行通訊采用軟件模擬的方式，對 BC7281芯片的寫(xiě)數據操作是一次寫(xiě)入 2個(gè)字節，第一個(gè)字節是地址信息，第二個(gè)字節是數據信息。對 BC7281讀取數據操作由一個(gè)字節的寫(xiě)入操作和一個(gè)字節的數據讀取操作兩部分組成，字節寫(xiě)入時(shí)寫(xiě)入地址信息，數據讀取時(shí)讀取相應地址內的數據。BC7281芯片在驅動(dòng)數碼管顯示和監測按鍵前需要進(jìn)行初始化，即對 BC7281芯片的工作模式控制寄存器（地址 12H）進(jìn)行設置，本系統根據需要，在初始化時(shí)把 BC7281的工作模式控制寄存器設置為 0X8C，即移位寄存器模式設置為普通移位寄存器模式；鍵盤(pán)掃描模式設置為 KEY電平隨按鍵情況變化，有按鍵時(shí) KEY為低電平，無(wú)按鍵時(shí) KEY為高電平；閃爍模式設置為擴展模式；顯示關(guān)閉模式設置為打開(kāi)；掃描使能模式設置為掃描使能。

　　墨斗操作臺控制系統的主程序控制流程圖如圖 4所示：

　　系統上電后，首先進(jìn)行系統初始化，系統初始化包括各個(gè) I/O端口的初始化、中斷初始化、CAN總線(xiàn)初始化、BC7281芯片的初始化、與其他系統的通訊測試及向電機控制系統讀取各個(gè)墨鍵的位置并顯示等，然后系統進(jìn)入循環(huán)等待，如果有按鍵發(fā)生，則 PIC單片機從 BC7281的鍵值鎖存器中讀取按鍵信息，根據按鍵信息判斷按鍵種類(lèi)并進(jìn)行相應的處理，將新的墨鍵位置信息顯示于操作臺面板上，并通過(guò) CAN總線(xiàn)傳遞給其他系統，系統繼續進(jìn)入循環(huán)等待狀態(tài)。

　　4 總結

　　由墨斗操作臺控制系統、上位機系統和電機控制系統組成的墨斗控制系統已經(jīng)成功應用到北人集團生產(chǎn)的膠印機上，實(shí)際工作表明，膠印機的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量等得到了很大提高，墨斗操作臺控制系統表現出較好的性能。整個(gè)系統成本較低，具有很好的市場(chǎng)應用前景。