多功能外围芯片ch451原理及其应用

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1、万方数据集成CcH451是一个整合了数码管显示驱动和键盘扫描控制以及uP监控的多功能外围芯片。CH451内置Rc振荡电路，可以动态驱动8位数码管或者64位LED，具有BcD译码、闪烁、移位等功能；同时还可以进行64键的键盘扫描；cH451通过1线或者可以级联的4线串行接口与单片机等交换数据；并且提供上电复位和看门狗等监控功能。所以，cH451在以单片机、DsP等为cPu的智能仪器和小型控制系统中得到了广泛应用。1、芯片特点1．1．显示驱动●内置大电流驱动级，段电流不小于30mA，字电流不小于160mA。●动态显示扫描控制，直接驱动8位数码管或者64位发光管LED。●可选数码管的段与数据位相

2、对应的不译码方式或者BcD译码方式。●字数据左移、右移、左循环、右循环。●各数字独立闪烁控制。●通过占空比设定提供16级亮度控制。●支持段电流上限调整，可以省去所有限流电阻。●扫描极限控制，支持1到8个数码管，只为有效数码管分配扫描时间。2003第10期1．2．键盘控制●内置64键键盘控制器，基于8×8矩阵键盘扫描。●内置去抖动电路。●键盘中断，低电平有效输出。●提供按键释放标志位。1．3．夕l、部接口●可选高速的4线串行接口，支持芯片级联，时钟速度从O到10MHz。●可选简洁的1线串行接口。●内置Rc阻容振荡电路，同时支持外接阻容振荡。●内置上电复位，提供高电平有效复位输出和低电平有效复

3、位输出。●内置看门狗电路watch—Dog。2、引脚及功能cH451的引脚排列如图1所示，弓脚功能如表1所示。3、CH451应用3．1连接单片机图2是cH451与单片机接口电路图。cH451通过串行接口与单片机相连必18燃l霪mnslf1s0P2814l[112l希隔图1CH451弓l脚期}歹0图表1CH451的引脚功能接。u2(28脚封装的cH451)向单片机u1(51系列AT89c2051)提供复位信号RESET和系统时钟信号ScLK，如果要求定时精确，单片机也可以用晶振获得系统时钟信号。cH451的段驱动引脚串接了电阻R1(200Q)，用以限制和均衡段驱动电流，在5V电源电压下，串接

4、200Q电阻通常对应段电流13IIlA。电容c2和C3布置于u2的电源引脚附近，用于电源退耦，减少驱动大电流产生的干扰。当不需要键盘功能时，还可以省去KEY信号线，只使用DcLK、DIN、LOAD三根信号线；当使用键盘功能时，cH451的DOuT引脚的KEY信号线最好连接到单片机的中断输入引脚，如果连接到非中断输入引脚，则应该使用查询方式确定cH451是否检测到有效按键。3，2驱动数码管图3是cH451驱动数码管图。cH451可以动态驱动8个共阴数码管，所有数EL融糟oMcso“4￡，『y鼋音蜃量万方数据■码管的相同段引脚(段A～段G以及小数点)并联后通过串接的限流电阻R1骥雕}

5、

6、震图2

7、CH451与单片机接口电路连接cH451的段驱动引脚sEGO—sEG7，各数码管的阴极分别由CH451的DIGO—DIG7引脚进行驱动。串接限流电阻R1的阻值越大则段驱动电流越小，数码管的显示亮度越低，R1的阻值一般在60Q至400Q之间，在其它条件相同的情况下，应该优先选择较大的阻值。在数码管的面板布局上，建议数码管从左到右的顺序是Nl靠左边，N8靠右边，以便匹配字左右移动命令和字左右循环移动命令。3．3键盘扫描图4是CH451构建键盘接口图。cH451具有64键的键盘扫描功能，如果应用中只需要很少的按键，则可以在8遵趣趣蓬圭匿三三三兰：：：一莲颦翔颦璇E三兰———上——J图3CH451

8、驱动数码管图×8矩阵中任意去掉不用的按键。为了防止键被按下后在sEG信号线与DIG信号线之间形成短路，影响数码管显示，一般应该在cH451的DIGO～DIG7引脚与键盘矩阵之间串接限流电阻R2，其阻值可以从1KQ至10KQ。3．4CH451级联图5是cH451级联图。当数码管多于8个时，可以采用多个CH451进行驱动。多个cH451与单片机的连接方式，有两种方案：一是单片机为每个cH451提供一根独立的LOAD信号线，但DIN信号线和DCLK信号线同时提供给所有雹寻鹰量ELEc『尺o^ⅣcsQUAL，ry●●●●●●●●·····⋯·。；刊。；划剖—削麓图4CH451构建键盘接口的cH45

9、1，也就是说，LOAD信号线相当于cH451的片选线；二是将多个cH451进行级联。图中是以级联方式驱动发光二极管LED点阵，u3(PIc系列单片机)通过DINl、DcLK和LOAD三根信号线控制所有的cH451。参考16×16布局图，4个8×8发光管阵列L1～L4组成16×16的点阵模块，如果要显示一个汉字，只要将32字节的点阵数据通过8次48位的加载字数据命令送给cH451就可以了。因为是4个CH451级联，所以每个