摘要：本文介绍了一种性价比较高的显示/键盘电路的结构及工作原理。以p87lpc76x系列单片机为核心构成专用的显示/键盘电路，它具有功能强、价格低廉、对外提供标准的i2c接口等特点，在系统中可以将它作为一个标准元件使用。

    关键词：单片机；i2c接口；显示/键盘电路

    在一些智能化仪表中，人机接口通常是led数码管显示器和小型键盘。常见的工作方式有两种：一是直接使用系统中的cpu对显示器进行动态扫描和键盘检测，为保证显示的稳定和键盘的及时响应，cpu需要频繁的执行动态扫描程序，显然在cpu工作比较繁忙的情况下不太适用；二是用专用的显示、键盘芯片如8279、saa1064等，这些芯片由于种种原因在实际应用中总有不便之处，如可显示的位数均较少，价格较高等。phlips公司的p87lpc76x系列单片机属51系列，其体积小、功能强、价格低廉，有很高的性价比，本文介绍一种利用该系列单片机构成的具有一定通用性的显示、键盘电路。

    图1 硬件电路图

    p87lpc76x单片机简介

    p87lpc76x单片机共有p87lpc760、p87lpc761、p87lpc762、p87lpc764、p87lpc767、p87lpc768等型号，该芯片采用加速的51内核，在相同的时钟频率下，其速度是标准51的2倍，它们除引脚数目、存储器容量和一些特殊的i/o功能外，其大部分功能均相同。下面以87lpc762为例进行说明。87lpc762为20脚封装，内有2kb的程序存储器，128b的数据存储器，两个16位定时/计数器，有一个标准串行通讯口，一个i2c接口，内部带有振荡器、上电复位和看门狗电路。在使用其内部振荡器和上电复位电路的情况下，可以有多达18根i/o线；特别值得一提的是，它的i/o口都可有上拉，其中p0口还专门设有键盘中断功能，若利用这些口线作为按键，则当有任一键按下时会产生相应的中断。

    硬件设计

    图2 寄存器的地址安排

    d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0

    d3-d0,显示的led位数

    d4 数据格式,0-ascii码,1-bcd码

    d6 键盘工作方式,0-简易按键,1-扫描键盘

    d5,d7 保留

    图3 控制寄存器格式

    本设计用87lpc762组成一个最小的单片机系统。为使成本最低，结构最简单，再考虑到其可靠性要求不是太高，故使用单片机内部的振荡器、上电复位和看门狗电路，这样可以有18根i/o线可供使用。考虑到驱动的led数码管的位数和单片机口线的驱动能力，通过87lpc762的串行接口，使用移位寄存器进行扩展。本应用中，由于显示的总位数为8位led，故使用了2片移位寄存器74hc595，其中一片用作显示的位控，一片用作段控。根据74hc系列芯片的输出驱动特性，可以不使用限流电阻，直接用74hc595的输出驱动数码管的段和各位。使用结果表明在电源电压为5v，显示的数码管数目不是太多的条件下，有较好的亮度，并可长期稳定工作。按键可直接连接在87lpc762的p0口，这样其电路结构最为简单，工作时可使用87lpc762的按键中断方式，不用附加任何外部元件。但使用87lpc762在不用扫描方式时最多只可以有8个按键，这里利用p0.0~p0.7作为输入，可以有8个按键，这在一般情况下已经够用；如需要的按键数目较多，可以使用扫描式键盘。显示/键盘部分和系统中主cpu之间的数据交换使用i2c接口，87lpc762作为从器件；工作时，系统的主cpu只需将要显示的数据通过i2c接口，以标准的格式发送到87lpc762即可。另外87lpc762使用一根i/o线作为向系统主cpu发送中断申请的信号线，当有按键按下时，87lpc762分析识别后向系统主cpu发出中断申请，系统主cpu响应中断后，通过i2c接口，从87lpc762中读出键值即可。本设计的硬件电路如图1所示。

    软件设计

    软件设计主要包括显示驱动程序的设计、键盘识别分析程序及i2c接口程序的设计。显示程序设计比较简单，让87lpc762的串行接口工作在方式0，用一个定时/计数器工作在定时方式，按显示的位数和扫描频率确定定时常