摘要：介紹了LED數(shù)碼管及鍵盤管理器ZLG7289A的原理與應用。該芯片具有SPI串行接口，可同時驅動８位共陰式數(shù)碼管（或64只獨立LED），還可連接多達６４鍵的鍵盤矩陣，單塊芯片即可完成ＬＥＤ顯示、鍵盤接口等全部功能。文章給出了ZLG7289A的特點、引腳功能、指令說明和經典電路，并以單片機AT89C51為例，給出了其接口電路及相應源程序。

    關鍵詞：ZLG7289A；LED顯示；鍵盤接口；SPI

１　概述

ＺＬＧ７２８９Ａ是廣州周立功單片機發(fā)展有限公司自行設計的、具有ＳＰＩ串行接口功能的、可同時驅動８位共陰式數(shù)碼管(或６４只獨立ＬＥＤ)的智能顯示驅動芯片。該芯片同時可連接多達６４鍵的鍵盤矩陣。單塊芯片即可完成ＬＥＤ顯示以及鍵盤接口的全部功能。

ＺＬＧ７２８９Ａ內部含有譯碼器，可直接接收ＢＣＤ碼或１６進制碼,并同時具有２種譯碼方式,此外還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。

通過ＺＬＧ７２８９Ａ自身所具有的片選信號，可以方便地實現(xiàn)多于８ 位顯示或多于６４ 鍵的鍵盤接口。該芯片的主要特性如下：

●帶有串行接口，無需外圍元件即可直接驅動ＬＥＤ；

●各位可獨立控制譯碼／不譯碼及消隱和閃爍屬性；

●具有(循環(huán))左移／(循環(huán))右移指令；

●具有段尋址指令,可方便地控制獨立的ＬＥＤ顯示器；

●內含６４鍵鍵盤控制器以及去抖動電路；

●可完全替代其它公司的８２７９、８１５５、８２５５等系列顯示器件。
２　引腳說明

ＺＬＧ７２８９Ａ芯片具有標準的ＤＩＰ２８和ＳＯＩＣ２８兩種封裝形式。其引腳排列如圖１所示，各引腳的功能說明見表１所列。
表1 ZLG7289A引腳功能說明

引  腳	名  稱	說    明
1，2	VDD	正電源
3，5	NC	不連接，必須懸空
4	VSS	接地
6	CS	片選輸入。此腳為低電平時，可向芯片發(fā)送指令及讀取鍵盤數(shù)據
7	CLK	同步時鐘輸入端。向芯片發(fā)送數(shù)據及讀取鍵盤數(shù)據時，此引腳電平上升沿表示數(shù)據有效
8	DATA	串行數(shù)據輸入/輸出端。當芯片接收指令時，此引腳為輸入端；當讀取鍵盤數(shù)據時，此引腳在讀指令一個時鐘的下降沿變?yōu)檩敵龆恕?/TD>
9	KEY	按鍵有效輸出端。平時為高電平，當檢測到有效按鍵時，此引腳變?yōu)榈碗娖?/TD>
10～16	SG～SA	段ga驅動輸出
17	DP	小數(shù)點驅動輸出
18～25	DIG0～DIG7	數(shù)字0～7驅動輸出
26	CLKOUT	振蕩輸出端
27	RC	RC振蕩器連接端
28	RESET	復位端。低電平有效，當RESET端由低電平變?yōu)楦唠娖胶螅琙LG7289A大約經過18～25ms的時間才會進入正常工作狀態(tài)

３　控制指令說明

ＺＬＧ７２８９Ａ 的控制指令分為二大類：純指令和帶有數(shù)據的指令。

３．１ 純指令

純指令包括復位（清除）指令（０Ａ４Ｈ）、測試指令（０ＢＦＨ）、左移指令（０Ａ１Ｈ）、 右移指令（０Ａ０Ｈ）、 循環(huán)左移指令（０Ａ３Ｈ）、 循環(huán)右移指令（０Ａ２Ｈ）等。下面以復位（清除）指令（０Ａ４Ｈ）為例來進行說明，該指令的格式如下：

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
1	0	1	0	0	1	0	0

當ＺＬＧ７２８９Ａ 接收到該指令后，將所有的顯示清除，所有設置的字符消隱、閃爍等屬性也被一起清除。執(zhí)行該指令后，芯片所處的狀態(tài)與系統(tǒng)上電后所處的狀態(tài)一樣。

３．２ 帶有數(shù)據的指令

(１)數(shù)據且按方式０譯碼指令

該指令的格式如下：

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
1	0	0	0	0	a2	a1	a0
D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
DP	X	X	X	d3	d2	d0	d1

該命令由二個字節(jié)組成。前半部分為指令，其中ａ２ ａ１ ａ０ 為位地址，ｄ０～ｄ３為數(shù)據。具體分配方式如表２所列。當系統(tǒng)接收到此指令時(ＺＬＧ７２８９Ａ將按譯碼方式０進行譯碼)具體的譯碼方式如表３所列。小數(shù)點的顯示可由ＤＰ位控制，ＤＰ為１時，小數(shù)點顯示，ＤＰ為０時，小數(shù)點不顯示。在該指令格式中，ｘ表示沒有影響。
表2 位地址分配表

a2	a1	a0	顯示位
0	0	0	1
0	0	1	2
0	1	0	3
0	1	1	4
1	0	0	5
1	0	1	6
1	1	0	7
1	1	1	8

表3 譯碼方式表

d0～d3	d3	d2	d1	d0	7段顯示
00H	0	0	0	0	0
01H	0	0	1	1	1
02H	0	0	0	0	2
03H	0	0	1	1	3
04H	0	1	0	0	4
05H	0	1	0	1	5
06H	0	1	1	0	6
07H	0	1	1	1	7
08H	1	0	0	0	8
09H	1	0	0	1	9
0AH	1	0	1	0	-
0BH	1	0	1	1	E
0CH	1	1	0	0	H
0DH	1	1	0	1	L
0EH	1	1	1	0	P
0FH	1	1	1	1	空無顯示

(２)數(shù)據且按方式１譯碼指令

這種指令與上一個指令基本相同。所不同的是，該指令的ｄ０～ｄ３對應的數(shù)據位０ＡＨ～０ＦＨ分別為七段顯示中的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ。該指令的具體格式如下：

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
1	1	0	0	1	a2	a1	a0
D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
DP	X	X	X	d3	d2	d0	d1

(３) 讀鍵盤數(shù)據指令

該指令從ＺＬＧ７２８９Ａ讀出當前的按鍵代碼，格式如下：

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
0	0	0	1	0	1	0	1
D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
d7	d6	d5	d4	d3	d2	d0	d1

與其它指令不同的是，此命令的前一個字節(jié)０００１０１０Ｂ 為單片機傳送到ＺＬＧ７２８９Ａ的指令，而后一個字節(jié)ｄ０～ｄ７則為ＺＬＧ７２８９Ａ返回的按鍵代碼。 其范圍為０～３ＦＨ（無鍵按下時為０ｘＦＦ）。在此指令的前半段，ＺＬＧ７２８９Ａ 的ＤＡＴＡ 引腳處于高阻輸入狀態(tài)，可以用來接收來自微處理器的指令；在指令的后半段，ＤＡＴＡ 引腳從輸入狀態(tài)轉為輸出狀態(tài)，此時將輸出鍵盤代碼的值。故微處理器連接到ＤＡＴＡ 引腳的Ｉ／Ｏ口應當有一個從輸出態(tài)到輸入態(tài)的轉換過程。

當ＺＬＧ７２８９Ａ檢測到有效的按鍵時，ＫＥＹ 腳將從高電平變?yōu)榈碗娖?，并一直保持到按鍵結束。在此期間，如果ＺＬＧ７２８９Ａ 接收到“讀鍵盤數(shù)據指令”，則輸出當前按鍵的鍵盤代碼；如果在接收到“讀鍵盤數(shù)據指令”時沒有有效按鍵，ＺＬＧ７２８９Ａ將輸出ＦＦＨ（１１１１１１１１Ｂ）。

（４）其它指令

除以上幾個指令外，ＺＬＧ７２８９Ａ還具有數(shù)據但不譯碼、閃爍控制、消隱控制、段點亮指令、段關閉等指令，限于篇幅，此處不再詳述。
圖2
４　典型應用

ＺＬＧ７２８９Ａ 的典型應用電路如圖２所示，圖中，ＺＬＧ７２８９Ａ 應連接共陰式數(shù)碼管，應用中無需用到的數(shù)碼管和鍵盤可以不連接，因而可省去數(shù)碼管。此外，設置消隱屬性也不會影響鍵盤的使用。

由于ＺＬＧ７２８９采用的是循環(huán)掃描的工作方式，因此，如果采用普通的數(shù)碼管，亮度可能不夠，故應采用高亮度或超高亮度的數(shù)碼管，且尺寸也不宜選的過大，一般字符高度不超過１ 英寸，如使用大型的數(shù)碼管，則應選用適當?shù)尿寗与娐贰?/P>

ＺＬＧ７２８９Ａ的ＲＥＳＥＴ復位端在一般情況下，可以直接和ＶＣＣ相連；而在需要較高可靠性的情況下，則可以連接外部復位電路或直接由ＭＣＵ 控制。在上電或ＲＥＳＥＴ 端由低電平變?yōu)楦唠娖胶?，通常要經過大約１８～２５ｍｓ的時間，ＺＬＧ７２８９Ａ才會進入正常工作狀態(tài)。
圖3
５　應用實例

圖３是以ＡＴ８９Ｃ５１單片機為例給出的ＺＬＧ７２８９Ａ與單片機的接口電路。圖中，ＡＴ８９Ｃ５１所用時鐘頻率為１２ＭＨｚ如果使用不同的ＣＰＵ時鐘頻率，則應注意調整延時時間。下面給出的是該系統(tǒng)的部分程序：

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ＲＡＭ定義

ＢＩＴ_ＣＯＵＮＴ ＤＡＴＡ ０７ＦＨ

ＴＩＭＥＲ ＤＡＴＡ ０７ＥＨ

ＴＩＭＥＲ１ ＤＡＴＡ ０７ＤＨ

ＴＥＮ ＤＡＴＡ ０７ＣＨ

ＤＡＴＡ_ＩＮ ＤＡＴＡ ０２０Ｈ

ＤＡＴＡ_ＯＵＴ ＤＡＴＡ ０２１Ｈ

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊Ｉ／Ｏ定義

ＤＡＴ ＢＩＴ Ｐ０．６ ;ＺＬＧ８２７９Ａ的 ＤＡＴＡ，連接ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ０．６

ＫＥＹ ＢＩＴ Ｐ０．７ ； ＺＬＧ８２７９Ａ的ＫＥＹ，連接ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ０．７

ＣＳ ＢＩＴ Ｐ０．４ ； ＺＬＧ８２７９Ａ的ＣＳ，連接ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ０．４

ＣＬＫ ＢＩＴ Ｐ０．５ ； ＺＬＧ８２７９Ａ的ＣＬＫ，連接ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ０．５

ＯＲＧ ００００Ｈ

ＡＪＭＰ ＳＴＡＲＴ

ＯＲＧ ００３０Ｈ

ＳＴＡＲＴ：ＭＯＶ ＳＰ，＃２ＦＨ ；堆棧定義

ＭＯＶ Ｐ１，＃１１０１１０１１Ｂ ；Ｉ／Ｏ初始化

ＭＯＶ ＴＩＭＥＲ，＃５０  ；２５ｍｓ定時

ＳＴＡＲＴ_ＤＥＬＡＹ： ＭＯＶ ＴＩＭＥＲ１，＃２５５

ＳＴＡＲＴ_ＤＥＬＡＹ１： ＤＪＮＺ ＴＩＭＥＲ１，ＳＴＡＲＴ_ＤＥＬＡＹ１

ＤＪＮＺ ＴＩＭＥＲ，ＳＴＡＲＴ_ＤＥＬＡＹ

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃１０１００１００Ｂ ;復位指令

ＣＡＬＬ ＳＥＮＤ ；發(fā)指令到ＺＬＧ８２７９Ａ

ＳＥＴＢ ＣＳ ;恢復ＣＳ高電平

ＭＡＩＮ:ＪＢ ＫＥＹ,ＭＡＩＮ ;是否有鍵按下

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃０００１０１０１Ｂ  ;有鍵按下，發(fā)讀鍵盤指令

ＣＡＬＬ ＳＥＮＤ

ＣＡＬＬ ＲＥＣＥＩＶＥ

ＳＥＴＢ ＣＳ  ;ＣＳ置高電平

ＭＯＶ Ｂ,＃１０ ;１６進制到ＢＣＤ碼轉換

ＭＯＶ Ａ,ＤＡＴＡ_ＩＮ

ＤＩＶ ＡＢ

ＭＯＶ ＴＥＮ,Ａ

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃１０１００００１Ｂ ;左移指令

ＣＡＬＬ ＳＥＮＤ

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃１０１００００１Ｂ

ＣＡＬＬ ＳＥＮＤ

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃１００００００１Ｂ ;數(shù)據且譯碼指令

ＣＡＬＬ ＳＥＮＤ

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＯＵＴ,ＴＥＮ ;發(fā)送十位數(shù)字到ＺＬＧ８２７９Ａ

ＣＡＬＬ ＳＥＮＤ

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＯＵＴ,＃１０００００００Ｂ ;數(shù)據且譯碼指令

ＣＡＬＬ ＳＥＮＤ

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＯＵＴ,Ｂ ;發(fā)送個位數(shù)字到ＺＬＧ８２７９Ａ;

ＣＡＬＬ ＳＥＮＤ

ＳＥＴＢ ＣＳ

ＷＡＩＴ:ＪＮＢ ＫＥＹ,ＷＡＩＴ ;等待按鍵松開

ＪＭＰ ＭＡＩＮ

；＊＊＊＊ 發(fā)送一個字節(jié)到ＺＬＧ８２７９Ａ，高位在前

ＳＥＮＤ： ＭＯＶ ＢＩＴ_ＣＯＵＮＴ，＃８ ；記數(shù)器設定

ＣＬＲ ＣＳ  ；ＣＳ置低電平

ＣＡＬＬ ＬＯＮＧ_ＤＥＬＡＹ ；長延時子程序

ＳＥＮＤ_ＬＯＯＰ：ＭＯＶ Ｃ，ＤＡＴＡ ＯＵＴ．７ ；輸出１位

ＭＯＶ ＤＡＴ，Ｃ

ＳＥＴＢ ＣＬＫ ；ＣＬＫ置高電平

ＭＯＶ Ａ，ＤＡＴＡ_ＯＵＴ ；待發(fā)送數(shù)據左移

ＲＬ Ａ

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＯＵＴ，Ａ

ＣＡＬＬ ＳＨＯＲＴ_ＤＥＬＡＹ ； 短延時子程序

ＣＬＲ ＣＬＫ ； ＣＬＫ置低電平

ＣＡＬＬ ＳＨＯＲＴ_ＤＥＬＡＹ

ＤＪＮＺ ＢＩＴ_ＣＯＵＮＴ，ＳＥＮＤ_ＬＯＯＰ ；８位是否發(fā)送完畢

ＣＬＲ ＤＡＴ ；發(fā)送完畢，返回

；＊＊＊接收一個字節(jié)到ＺＬＧ８２７９Ａ，高位在前

ＲＥＣＥＩＶＥ：ＭＯＶ ＢＩＴ_ＣＯＵＮＴ，＃８ ；記數(shù)器設定

ＳＥＴＢ ＤＡＴ ；設定Ｐ１．２（ＤＡＴＡ）為高電平輸入狀態(tài)

ＣＡＬＬ ＬＯＮＧ_ＤＥＬＡＹ ；

ＲＥＣＥＩＶＥ_ＬＯＯＰ: ＳＥＴＢ ＣＬＫ ; ＣＬＫ置高電平

ＣＡＬＬ ＳＨＯＲＴ_ＤＥＬＡＹ

ＭＯＶ Ａ,ＤＡＴＡ_ＩＮ ;數(shù)據左移

ＲＬ Ａ

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＩＮ,Ａ

ＭＯＶ Ｃ,ＤＡＴ ;讀取一位數(shù)據

ＭＯＶ ＤＡＴＡ_ＩＮ．０,Ｃ

ＣＬＲ ＣＬＫ

ＣＡＬＬ ＳＨＯＲＴ_ＤＥＬＡＹ

ＤＪＮＺ ＢＩＴ_ＣＯＵＮＴ,ＲＥＣＥＩＶＥ_ＬＯＯＰ ; ８位是否接收完畢

ＣＬＲ ＤＡＴ ; 重設ＤＡＴ口為低電平（輸出狀態(tài)）

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊延時子程序

ＬＯＮＧ_ＤＥＬＡＹ: ＭＯＶ ＴＩＭＥＲ,＃２５ ;設定延時時間為５０μｓ

ＤＥＬＡＹ_ＬＯＯＰ: ＤＪＮＺ ＴＩＭＥＲ,ＤＥＬＡＹ_ＬＯＯＰ

ＳＨＯＲＴ_ＤＥＬＡＹ:ＭＯＶ ＴＩＭＥＲ,＃４ ;設定延時時間為５０μｓ

ＳＨＯＲＴ_ＬＰ: ＤＪＮＺ ＴＩＭＥＲ,ＳＨＯＲＴ_ＬＰ

ＥＮＤ
６　結束語

ＺＬＧ８２７９Ａ具有的特點和豐富的指令系統(tǒng)，使得由其組成的ＬＥＤ顯示和鍵盤電路具有外圍電路簡單，功能強大，使用方便，可靠性高，與ＭＣＵ接口簡單等特點，是ＬＥＤ顯示和鍵盤電路的器件。筆者利用該芯片制作的“學生提問指示儀”，經使用，效果良好。