用AT90S1200代換顯示驅(qū)動(dòng)芯片MC14499的應(yīng)用電路

1 MC14499簡(jiǎn)介

MC14499 是Motorola公司生產(chǎn)的串行輸入BCD十進(jìn)制輸出的CMOS集成塊，它內(nèi)含BCD譯碼器和串行接口，可以與任何CPU接口連接，在比較復(fù)雜的單片機(jī)控制系統(tǒng)中，MC14499具有占用I/O少、控制顯示器多、功耗低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。但其缺點(diǎn)是用它來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示系統(tǒng)比較復(fù)雜，并且成本太高。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展和微處理性能價(jià)格比的較高，人們可以采用高性價(jià)比的MCU來(lái)代換它，這也許是一個(gè)趨勢(shì)，如用力源PS7219代換 MAX7219等。筆者用AT90S1200來(lái)代換CM14499，取得了非常好的效果。AT90S1200是一種性能非常優(yōu)異的RISC單片機(jī)，它可以與主CPU并行工作，而且功耗也特別你，在性能上完全與MC14499兼容，由其組成的顯示系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單。另外，它的一個(gè)最突出的優(yōu)點(diǎn)是操作靈活，并可在 MC14499接口的基礎(chǔ)上增加SPI接口、I2C及單線傳輸?shù)裙δ堋?/p>

MC14499片內(nèi)主要包括移位寄存器、鎖存器、多路輸出、譯碼驅(qū)動(dòng)器及振蕩器，由多路輸出從鎖存器中取出的BCD碼數(shù)據(jù)經(jīng)段譯碼器譯碼后送至八段輸出腳，片內(nèi)振蕩信號(hào)經(jīng)四分頻后接至I～I(xiàn)V四條位控制線對(duì)顯示器進(jìn)行輪流掃描，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描顯示。

MC14499一次可接收20位串行輸入數(shù)據(jù)，MC14499的前四位為4個(gè)LED顯示器的小數(shù)點(diǎn)選擇位，后16位是4個(gè)LED顯示器的BCD碼輸入數(shù)據(jù)，高位在前，低位在后，當(dāng)EN由高變低時(shí)，MC14499的寄存器開始接收串行數(shù)據(jù)。

MC14499采用雙列直播式18腳DIP封裝形式。圖1所示是它的引腳排列示意圖。

2 AT90S1200的主要特點(diǎn)

AT90S1200單片機(jī)是由ATMEL公司推出的RISC（reduced Instruction Set cpu）單片機(jī)，它充分吸取了PIC及8051的優(yōu)點(diǎn)，并發(fā)揮了其自身Flash存儲(chǔ)器技術(shù)特長(zhǎng)。從而使AT90S1200具有非常優(yōu)異的性能。其特點(diǎn)如下：

●具有大電流（10～20mA）輸出特性，可直接驅(qū)動(dòng)LED顯示、繼電器、SSR固態(tài)繼電器等。片內(nèi)看門狗定時(shí)器具有安全保護(hù)功能，可防止程序走飛，從而提高了產(chǎn)品的抗干擾能力。

● 內(nèi)部帶有價(jià)格低廉的可擦寫1000次以上的1k字節(jié)FLASH，速度高，功耗低，并具有sleep功能，可分別在空閑、掉電及省電模式下實(shí)現(xiàn)低功耗。在 1MHz時(shí)呆實(shí)現(xiàn)1MIPS的處理能力，AT90S1200采用單周期執(zhí)行指令，耗電在1mA～3mA之間。（睡眠時(shí)的典型損耗電流≤1μA）。

●帶有高度保密但可多次燒寫的FLASH，具有多重保密保護(hù)鎖死功能，可低價(jià)快速完成產(chǎn)品商品化生產(chǎn)。

●有串行異步通訊UART口，不占用定時(shí)器和SCI傳輸功能，其高速性能可使其工作在一般標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)頻率，它的波特率可達(dá)576k，并帶有系統(tǒng)可編程SPI接口。

●采用超功能簡(jiǎn)精指令：具有32個(gè)通用工作寄存器，可靈活使用指令運(yùn)算，并支持功能強(qiáng)大C語(yǔ)言編程，易學(xué)易用。

●AT90S1200內(nèi)置比較器，I/O口可作A/D轉(zhuǎn)換用，內(nèi)含一個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)時(shí)器。

●具有三個(gè)固定中斷向量地址，分別為：外部中斷、內(nèi)部定時(shí)器中斷、片內(nèi)模擬比較器輸出中斷，可實(shí)時(shí)快速響應(yīng)，適用于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。

●是一種可重設(shè)啟動(dòng)復(fù)位器件，具有內(nèi)部電源開關(guān)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，可將低電平復(fù)位（RESET）直接接到Vcc端。當(dāng)電源打開時(shí)，利用內(nèi)部的RC看門狗定時(shí)器可延遲MCU啟動(dòng)執(zhí)行程序，這種延時(shí)可以使I/O在穩(wěn)定后執(zhí)行程序，以提高單片機(jī)的工作可靠性。

●AT90S1200器件內(nèi)置1MHz工作頻率RC振蕩器，這使得單片機(jī)無(wú)需外加振蕩元器件即可工作，因而設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單方便。

●具有可描寫100000次的EEPROM（64個(gè)字節(jié)），為掉電后的數(shù)據(jù)保存提供方便。

●工作電壓范圍為2.7V～6.0V，具有較強(qiáng)的電源抗干擾能力。

3 代換電路

用AT90S1200代換KMC14499的電路連接如圖2所示，其中AT90S1200的RST為復(fù)位引腳，可直接接至高電平，并在內(nèi)部復(fù)位，A～G為7段，DP為小數(shù)點(diǎn)，Ⅰ～Ⅳ為四位位選信號(hào)輸出，可用于從顯示器吸收電源。

可以看出，圖2所示電路非常簡(jiǎn)單，只需外接8只電阻即可驅(qū)動(dòng)四位動(dòng)態(tài)顯示，阻值可根據(jù)LED數(shù)碼管的性能在200～500Ω之間選擇，筆者使用200Ω，亮度很高，且功耗很低，這一些需24小時(shí)工作的場(chǎng)合很適用，可直接代換MC14499.和主EN為使能信號(hào)，只有EN為低時(shí)才接收數(shù)據(jù)，CLK為時(shí)鐘信號(hào)，使用AT90S1200的中斷口pd2，可快速反應(yīng)實(shí)時(shí)接收，data為串行數(shù)據(jù)輸入端，在CLK的下降沿，data線上的數(shù)據(jù)被移入到內(nèi)部20位移位寄存器中。