对CH451的概念、操作命令、硬件连接与实例的详解

1) CH451简介

CH451可用于LED数码管显示驱动、键盘扫描控制、μP监控电路等领域。芯片封装包括双列直插DIP28、SOP28以及DIP24S封装。其内置RC振荡电路，可以直接动态驱动8位数码管或者64位LED，具有BCD译码或不译码功能，可实现数据的左移、右移、左循环、右循环、各数字独立闪烁等控制功能。CH451内置大电流驱动级，段电流不小于30 m A，字电流不小于160mA，并有16级亮度控制功能。该器件内置64键键盘控制器，可实现8×8矩阵键盘扫描，并内置去抖动电路，可提供按键中断与按键释放标志位等功能。CH451可选择简洁的1线串行接口或高速4线串行接口，且内置上电复位，可提供高电平有效复位和低电平有效复位两种输出，同时内置看门狗电路。整合了数码管显示驱动和键盘扫描控制以及μP监控的多功能外围芯片。用CH45l扩展键盘显示接口，具有接口简单、占用CPU资源少、外围器件简单、性价比高等优点，可在各种单片机系统中得到广泛的应用。

2）CH451操作命令介绍

CH451共有11条操作命令，每条操作命令均为12位，其中高4位为标识码，低8位为参数，x可为任意值(下同)

空操作(0000xxxxxxxxB)

空操作命令对CH451不产生任何影响，该命令可以在多个CH451级联的应用中透过前级CH451向后级cH451发送操作命令，而不影响前级cH451的状态。例如，要将操作命令001000000001B发送给两级级联电路中的后级CH45l(后级CH451的DIN引脚连接到前级CH451的DOUT引脚)，只要在该操作命令后添加空操作命令000000000000B再发送，那么，该操作命令将经过前级cH451到达后级cH451，而空操作命令留给了前级CH451。另外，为了在不影响CH45l的前提下变化DCLK以清除看门狗计时器，也可以发送空操作命令。在非级联的应用中，空操作命令可只发送高4位。

芯片内部复位(001000000001B)

内部复位命令可将CH451的各个寄存器和各种参数复位到默认的状态。芯片上电时，CH45l均被复位，此时各个寄存器均复位为0，各种参数均恢复为默认值。

字数据左移(001100000000B)

字数据左移命令将CH45l的字数据左移一次，即从DIGO向DIG7移动一位，然后最右边的DIG0补进数据00H。例如，在数码管DIG7～I)IGO显示“87654321”时，执行字数据左移命令，显示变为“765432l”(不译码方式)或者“76543210”(BCD译码方式)。

字数据右移(001100000010B)

字数据右移命令将cH45l的字数据右移一次，即从DIG7向DIGO移动一位，然后最左边的DIG7补进数据00H。例如，在数码管DIG7～DIGO显示“8”7654321”时，执行字数据右移命令，显示变为“8765432”(不译码方式)或者“08765432”（BCD译码方式)。

字数据左循环(001100000001B)

字数据左循环命令将CH451的字数据左循环一次，即从DIGO向DIG7移动一位，然后最右边的DIGO补进原DIG7的数据。例如，在数码管DIG7-DIGO显示“8”765432l”时，执行字数据左循环命令，显示变为“76543218”。

字数据右循环(001100000011B)

字数据右循环命令将CH451的字数据右循环一次，即从DIG7向DIGO移动一位，然后最左边的DIG7补进原DIG0的数据。例如，在数码管DIG7-DIGO显示“8765432l”时，执行字数据右循环命令，显示变为“18765432"。

设定系统参数(010000000WDOG][KEYB][DIsP]B)

该命令用于设定cH451的系统级参数，如看门狗使能wDOG，键盘扫描使能KEYB，显示驱动使能DISP。各个参数均可通过1位数据来进行控制，将相应的数据位置为1可启用该功能，否则关闭该功能(默认值)。

设定显示参数(0101[MoDE][LIMIT][INTENSITY]B)

此命令用于设定CH45l的显示参数，如译码方式MODE(1位)、扫描极限LIMIT(3位)、显示亮度INTENSITY(4位)等。译码方式MODE为1时选择BcD译码方式，为0时选择不译码方式。CH451默认工作于不译码方式，此时8个数据寄存器中字节数据的位7-位0分别对应8个数码管的小数点和段G～段A，当数据位为1时，对应的数据段(或发光管)点亮；数据位为O时熄灭。cH451工作于BcD译码方式主要应用于数码管驱动，单片机只要给出二进制数的BcD码，便可由CH451将其译码，并直接驱动数码管以显示对应的字符。BcD译码方式是对数据寄存器中字节数据的位4～位0进行兼容BcD的译码，可用于控制段驱动引脚SEG6～SEGO的输出，它们对应于数码管的段G-段A，同时可用字节数据的位7控制段来驱动引脚SEG7的输出以对应数码管的小数点，字节数据的位6和位5不影响BcD译码的输出，它们可以是任意值。将位4～位0进行BCD译码可显示以下28个字符，其中00000B-0ll11B分别对应于“0～F”，10000B-11010B分别对应于“”空格、“+”、+或加号、“一”或减号、“=”等于号、“左方括号”、“右方括号”、“一”下划线、“H”、“L”、“P”、“．”小数点、其余值为空格。

扫描极限uMIT控制位00lB～1l1B和000B(默认值)可分别设定扫描极限1～7和8。显示亮度INTENSITY控制位的0001B～1111B和0000B(默认值)则用于分别设定显示驱动占空比1／16～15／16和16／16，以实现16级显示亮度控制。

设定闪烁控制(0110[D7s1][D6S][D5s][D4S][D3S][D2S][D1S][D0S]B)

设定闪烁控制命令用于设定CH451的闪烁显示属性，其中D7s-130S分别对应于8个字驱动DIG7～DIGO。闪烁属性D7s-DOS分别通过l位数据控制，将相应的数据位置为1可使能闪烁显示，否则为正常显示，不闪烁(默认值)。

加载字数据(1[DIG-ADDR]DIG—DATAlB)

加载字数据命令用于将字节数据DIG_DATA(8位)写入DIG_ADDR(3位)指定的数据寄存器中。DIG_ADDR的000B-111B分别用于指定数据寄存器的地址O～7，并分别对应于DIGO-DIG7引脚驱动的8个数码管。DIG_DATA为待写入的字节数据。

读取按键代码(0111xxxxxxxxB)

读取按键代码命令用于获得cH451最近检测到的有效按键的按键代码。该命令是唯一的具有数据返回的命令，CH451通常从DOUT引脚输出按键代码，按键代码总是7位数据，最高位是状态码，位5～位O是扫描码。读取按键代码命令的位数据B7-B0可以是任意值，所以控制器可以将该操作命令缩短为4位数据Bl1～B8。例如，CH451检测到有效按键并中断时，如按键代码是5EH，则先向CH451发出读取按键代码命令011lB，然后再从DOUT获得按键代码5EH。

CH451所提供的按键代码为7位，位2一位O是列扫描码，位5～位3是行扫描码，位6是状态码(键按下为1，键释放为O)。例如，连接DIG3与SEG4的键被按下时，按键代码为63H，键被释放后，按键代码是23H。单片机可以在任何时候读取按键代码，但一般在CH451检测到有效按键而产生键盘中断时读取按键代码，此时按键代码的位6总是1。另外，如果需要了解按键何时释放，单片机可以通过查询方式定期读取按键代码，直到按键代码的位6为0。表1是连接在DIG7-DIGO与SEG7-SEGO之间的键被按下时，CH451所提供的按键代码。这些按键代码具有一定的规律，如果需要键被释放时的按键代码，可将表2中的按键代码的位6置0，也可将表中的按键代码减去40H。应注意的是CH451不支持组合键，也就是说，同一时刻，不能有两个或者更多的键被按下。

表1 CH451按键代码

3) 硬件连接

CH451能够一次性驱动8位数码管，与单片机串行通信。支持数码管的左移，右移，左循环，右循环，独立闪烁，16级亮度控制等功能。是单片机控制多个数码管的得力助手，现将MEGA16单片机（MEGA16是AVR单片机，改程序稍加修改可以应用到8051单片机，PIC单片机，MSP430单片机上）驱动CH451的程序发布，希望能有所用。CH451的详细资料可去官方网站下载。图1为硬件连接电路图。

图1： CH451与LED数码管连接电路图

四)程序实例

AVRCH451驱动程序头文件

#ifndef_CH451_H

#define_CH451_H

#include

//CH451命令宏定义

#defineCH451_RESET0x0201//复位

#defineCH451_LEFT MOV 0x0300//设置移动方式-左移

#defineCH451_LEFTCYC0x0301//设置移动方式-左循

#defineCH451_RIGHT MOV 0x0302//设置移动方式-右移

#defineCH451_RIGHTCYC0x0303//设置移动方式-右循

#defineCH451_SYSOFF0x0400//关显示、键盘、看门狗

#defineCH451_SYSON10x0401//开显示

#defineCH451_SYSON20x0403//开显示、键盘

#defineCH451_SYSON30x0407//开显示、键盘、看门狗功能

#defineCH451_DSP0x0500//设置默认显示方式

#defineCH451_BCD0x0580//设置BCD译码方式

#defineCH451_TWINKLE0x0600//设置闪烁控制

#defineCH451_KEY0x0700//读键盘代码

#defineCH451_DIG00x0800//数码管位0显示

#defineCH451_DIG10x0900//数码管位1显示

#defineCH451_DIG20x0A00//数码管位2显示

#defineCH451_DIG30x0B00//数码管位3显示

#defineCH451_DIG40x0C00//数码管位4显示

#defineCH451_DIG50x0D00//数码管位5显示

#defineCH451_DIG60x0E00//数码管位6显示

#defineCH451_DIG70x0F00//数码管位7显示

//端口宏定义

#defineDCLK(1<<;PA3)

#defineDIN(1<<;PA5)

#defineLOAD(1<<;PA7)

#defineDOUT(1<<;PE5)

#defineCH451_DCLK_HIGHPORTA|=DCLK//时钟信号

#defineCH451_DCLK_LOWPORTA&=~DCLK

#defineCH451_DIN_HIGHPORTA|=DIN//数据输入

#defineCH451_DIN_LOWPORTA&=~DIN

#defineCH451_LOAD_HIGHPORTA|=LOAD//命令加载信号，上升延激活

#defineCH451_LOAD_LOWPORTA&=~LOAD

#defineCH451_DOUTPINE&DOUT//键盘中断和键值数据输出

externucharKeyValue;//键值全局声明

//函数申明

voidCH451_WriteCommand(uintCommand);//CH451写命令函数

voidCH451_Init();//CH451初始化函数

voidCH451_GetKeyValue();//CH451键盘代码读取函数

voidCH451_DisplayDig(ucharDIG,ucharData,ucharPoint);//CH451显示一位数码管函数

#endif

AVR CH451驱动程序文件

#include"CH451.h"

ucharKeyValue;//键值

//共阴数码管编码表

constucharDSYCode[18]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,//0,1,2,3

0x66,0x6D,0x7D,0x07,//4,5,6,7

0x7F,0x6F,0x77,0x7C,//8,9,A,b

0x39,0x5E,0x79,0x71,//C,d,E,F

0x40,0x00};//-,全灭

constuintDigCode[8]={CH451_DIG0,CH451_DIG1,CH451_DIG2,CH451_DIG3,

CH451_DIG4,CH451_DIG5,CH451_DIG6,CH451_DIG7};

//键盘编码表

constucharKeyCode[16]={0x40,0x41,0x42,0x43,//0,1,2,3

0x48,0x49,0x4A,0x4B,//4,5,6,7

0x50,0x51,0x52,0x53,//8,9,A,B

0x58,0x59,0x5A,0x5B};//C,D,E,F

//CH451写命令函数

voidCH451_WriteCommand(uintCommand){

uchari;

CH451_LOAD_LOW;//命令开始

for(i=0;i<12;i++){//送入12位数据，低位在前

if(Command&0x0001)CH451_DIN_HIGH;//输出低位数据

elseCH451_DIN_LOW;

CH451_DCLK_LOW;

Command>>=1;//数据右移一位

CH451_DCLK_HIGH;//上升沿有效

}

CH451_LOAD_HIGH;//加载数据

}

//CH451初始化函数

voidCH451_Init(){

CH451_DIN_LOW;//低电平使能串行接口

CH451_DIN_HIGH;

CH451_WriteCommand(CH451_RESET);//复位CH451

CH451_WriteCommand(CH451_SYSON2);//开显示、键盘

DDRE&=~DOUT;//PE5输入方向

EICRB|=(1<

EIMSK|=(1<

}

//CH451键值读取函数

voidCH451_GetKeyValue(){

uchari;

ucharGetKeyValue=0x00;//键盘代码

CH451_WriteCommand(CH451_KEY);//发送读取键值命令

for(i=0;i<7;i++){

GetKeyValue<<=1;

if(CH451_DOUT)GetKeyValue|=1;//从高到低读入451的数据

elseGetKeyValue|=0;

CH451_DCLK_LOW;//下降沿有效

CH451_DCLK_HIGH;

}

if(GetKeyValue==0x00)return;//读出键码为0跳过

for(i=0;i<16;i++){//查找键盘代码对应的键值

if(GetKeyValue==KeyCode){

KeyValue=i;

break;

}

}

}

//CH451显示一位数码管，DIG选择数码管，Data要显示的数字，Point是否显示小数点

voidCH451_DisplayDig(ucharDIG,ucharData,ucharPoint){

if(Point==1)CH451_WriteCommand(DigCode[DIG]|(DSYCode[Data]|0x80));

elseCH451_WriteCommand(DigCode[DIG]|DSYCode[Data]);

}