键盘显示芯片CH451与MEGA32的接口设计

   在水泥生料率值配料系统中需要监控水泥厂的多条生产线。它的硬件单元率值配料下位机硬件系统需要多个数码管和二极管来显示工况，并且还需要键盘控制。如果采用一般的显示方案则元器件多且复杂，导致系统可靠性降低，成本加大。采用集成了键盘显示功能的驱动芯片CH451后使设计方案大大简化，更具经济性和可靠性。

       1 键盘显示方案比较

       很多以单片机为核心的仪器仪表都需要数码管显示和键盘扫描。在单片机的开发过程中，常常会因为资源不足而不得不大量扩展接口芯片以满足应用系统的需要，从而造成系统庞大，同时也降低了系统的可靠性。在单片机应用系统中，键盘显示通常可采用如下3种方案。

       1.1 经典方案：使用8279芯片

       采用并行接口的键盘显示专用芯片8279，该芯片是Intel于20世纪80年代首先推出的，应用较成熟，但所需外围元件(显示驱动、译码等)多、占用电路板面积大、综合成本高，在中小系统中常常大材小用。

       1.2 自由方案：使用辅助单片机

       在仪器的主控单片机之外，另外使用一个辅助的单片机专门做显示驱动和键盘扫描。为了提高串行接口的速度，辅助单片机需要尽可能高的系统时钟，而参考单片机厂商的说明，采用低成本的外部阻容振荡很难稳定地工作在10 MHz以上。所以在工业现场，辅助单片机很可能因为阻容振荡频率太高而受到干扰，甚至内部程序跑飞或者意外死锁。其优点是灵活，缺点是元器件多，速度慢，易受干扰，综合成本高。

       1.3 新方案：使用CH451芯片

       CH451由南京沁恒电子公司生产，是以硬件实现的多功能外围芯片，使用串行接口，支持显示驱动和键盘扫描以及μP监控，外围元器件极少，非常适合作为单片机的外围辅助芯片，工作原理如图1所示。