串行LED译码/驱动器件TEC9607在PIC16C5X系列单片机中的应用

PIC16C5X系列单片机具有可靠性高、功耗低、实用、低价、易学等特点，尤其是OTP产品有与掩模型产口几乎相同的性能和价格，因此被广泛用于工业和民用产品。在应用系统设计中，对于多位数码管(LED)的显示驱动，传统的驱动方式有两种：一是每个LED单独译码驱动，这需要大量的I/O线；二是段驱动，即采用公共数据线进行位驱动单独扫描，这种方法在软件上需定时扫描，否则显示就会混乱。为了既用很少I/O线，又减少软件设计的工作量，采用串行数据译码驱动电路不失为最佳选择。MC14499是比较理想的器件，但价格昂贵，目前已停产。TEC9607为国产电路，售价低，很适合在各种电子产品上使用。本文介绍了TEC9607的工作时序及与PIC系列单片机的接口电路，并给出了程序清单，软件不作任何改动即可直接应用到PIC系列单片机中。

1. TEC9607功能描述

TEC9607是天潼公司生产的串行共阳极CMOS 5×8段LED数码管显示驱动电路，为全定制专用集成芯片，它由开机自清电路、振荡电路、位扫描驱动电路、5×8位移位寄存器电路、5×8位数据锁存器电路、多路选择器、共阳极段驱动电路组成。可以与各种型号的微控制器(计算机)串行口或并行口连接，专供驱动5位十进制八段(每段至多串联3个LED)共阳极LED数码管或共阴极5×8点阵LED使用。TEC9607的管脚排列如图1所示，各引脚说明如下：

SI(5脚)：串行数据输入脚，数据的输入由微控制器(计算机)程序给出。

SCP(6脚)：串行移位时钟，用于驱动串行数据的输入。

CS(4脚)：片选信号，高电平有效。CS=1，允许SI、SCP把数据移到5×8位移位寄存器；否则移位禁止。内部有上拉电阻到电源。CS在用于一个微处理器带多片TEC9607时做片选使用。

SO(14脚)：5×8位串行移位寄存器数据输出。一个微处理器带多片TEC9607时，除了用CS方法扩展外，也可用SO串出的方法扩展。

LCP(3脚)：把5×8位移位寄存器中的数据存到5×8位段数据锁存器的脉冲，高电平有效。加入数据锁存器的目的是上一个数据的显示和下一个数据的准备(移位)可同时进行，且能防止数据移位过程中显示数据的闪烁，内部已有上拉电阻到源，平时悬空时为高电平1，表示5×8位串行移位寄存器的数据总是送 5×8位数据锁存器。

OEN(13脚)：段输出允许信号，高电平有效。OEN=1时，允许段输出显示；OEN=0，段输出为高阻态。内部已有上拉电阻到电源，悬空时为高电平1。

OSC1、OSC2(2、1脚)：振荡电路输入和输出端。OSC1为输入，OSC2为输出。微控制器产生的移位脉冲与显示扫描信号S1～S5是异步工作的。OSC1、OSC2外接电容C可使OSC2输出约2kHz，因此作为该器件的位扫描频率，电容推荐值为1000pF。

A、B…DP(22～15脚)：段输出信号，为开路门输出，接LED负载。

S1～S5(11～7脚)：位扫描驱动，S1为第一位(个位)，S5为第五位(万位)。

R(23脚)：开机自清信号引脚，低电平有效。外接电容C到地，可增大开机自清的时间。

TEC9607的工作时序如图2所示，按图2的工作时序传递数据时，先将SCP拉成低电平，随后把第一位数据放在SI线上，在SCP的上升沿， TEC9607将数据采集进去，其它位传送过程是相同的。在5×8位数据传送后，就完成了显示控制过程。40位数据的串行顺序如图3所示。

2.TEC9607与单片机的接口电路

图4是TEC9607与PIC16C5X系列单片机的接口电路。设计时，首先构成单片机最小系统，包括PIC16C5X系列单片机、外复位电路和振荡电路。该接口电路采用PIC16C57RC，它内含 2k×12位 OTP型程序存储器、内置式硬件看门狗电路(WDT)、33条精简单字节指令，并具有二极堆栈，工作频率为0～20MHz，有四种振荡方式可选。 PIC16C5X系列单片机具有片内上电电路(POR)可将VDD与MCLR相连，即可使用POR，但要求VDD的上升速度不低于0.05V/ms，并且 VDD要从0V开始上升，否则不能正确复位。为了可靠，应外接RC复位电路。

当多片TEC9607扩展使用时，可用片选CS进行选择，亦可用第一片TEC9607的SO输出接第二片TEC9607的SI，依次串联的方法。且应考虑SCP的驱动能力。

3.显示程序设计

TEC9607可驱动任意位LED数码管显示。少于5位 (比如2位)时，第一种方法是5×8位串行移位寄存器的低2×8位移入要显示的段码，而高3×8 位全移入“0”，此时只接两位数码管。SI驱动个位，S2驱动十位，S3～S5悬空即可。第二种方法是5×8位串行移位寄存器的高2×8位移入要显示的段码，低3×8位不管它，此时只接两位数码管。S4驱动个位，S5驱动十位，S3～S1悬空。

软件设计中，应使RA口工作在输出状态。下面以四位LED数码管显示为例描述该电路的软件设计，其显示驱动程序如下：TRBUF EQV OAH  ；数据暂存器和循环次数寄存器

    SI 　EQU 1　　 ；RA1为串行数据输入端
    SCP　EQU 2 　　；RA2为时钟端
    BUFF EQU 10H　 ；数据缓存
    MBUF EQU 13H　 ；13H，14H，15H，16H四个寄存器为显示缓存
　　　　　　　   　；13H最低位显示段码
　　　　　　　   　；14H次低位显示段码
　　　　　　   　　；15H次高位显示段码
　　　　　　　   　；16H最高位显示段码
　　　　　　　   　；17H为任意数
  DISBUF EQU OEH　 ；OEH，OFH为压缩式显示数据
　　　　　　　  　 ；OEH高两位显示数据
　　　　　　　   　；OFH低两位显示数据
   BIT　　EQU　 9　；每字节位数(8)
    FSR　EQU　 4　 ；文件选择寄存器
   RA　 EQU 　5 　 ；I/O端口A
     CONVERT　 MOVWF　 2　 ；PC=W
  TABLE　 RETLW 　 0FCH 　 ；“ 0 "
　　　　　　　RETLW 60H　　；“1”
　　　　　 　RETLW 　0DAH　； “2”
　　　　　　RETLW 　0F2H　 ;“3 "　
       　　　　RETLW　 66H ； “4”
　　　　　　RETLW　 0B6H　 ； “5"
　　　　　  RETLW　 0BEH　 ；“6"
　　　　　　RETLW　 0E4H　 ；“7"
　　　　　 RETLW　 0FEH 　 ；“8"
　　　　　　RETLW 　0F6H　 ；“9"
　　　　　　RETLW　 00H 　 ；“ "
　　　　　　ETLW 　7CH 　　； “U"
　　　　　　RETLW 　9EH　　；“E"
　　　　　 RETLW　 00H　　 ；“ "
　　　　　 RETLW 　00H　　 ；“ "
　　　　　 RETLW　 00H　　 ；“ "
          DIS　 MOVLW MBUF ；将显示段码寄存器　　　　首址(f13)送f4
　　　　　　　MOVWF　 FSR
　　　　　　 MOVLW　 TABLE ；把段码表起始地址　　 　 送BUFF
 　　　　  　 MOVWF　 BUFF
　　　　　 　  MOVF 0FH，0 ；取出最低位待显数据
　　　　　　　ANDLW　 0FH
　　　　　　ADDWF BUFF，0　；BUFF＋W→W　　　　　    取得段码表中的偏移地址
　　　　     CALL　CONVERT ；转段码查询子程序
　　　　MOVWF 　0 　　　　 ；段码值送W
　　　 INCF 　　 FSR　　　 ；W?F13
                           ；以下依次完成高三位数据?段码值的转换
　　　　MOVLW　 TABLE
　　　　MOVWF 　BUFF
　　　　MOVF 　　0FH，0
　　　　MOVWF 　TRBUF
　　　　SWAPF 　 TRBUF，0
　　　　ANDLW 　 0FH
　　　　ADDWF 　 BUFF，0
　　　　CALL 　　 CONVERT
　　　　MOVWF 　0
　　　　INCF 　　 FSR
　　　　MOVLW TABLE
　　　　MOVWF BUFF
　　　　MOVF 　 OEH，0
　　　　ANDLW 　0FH
　　　　ADDWF 　BUFF，0
　　　　CALL 　　CONVERT
　　　　MOVWF 0
　　　　INCF FSR
　　　　MOVLW TABLE
　　　　MOVWF BUFF
　　　　MOVF 　 0EH，0
　　　　MOVWF TRBUF
　　　　SWAPF TRBUF，0
　　　　ANDLW 0FH
　　　　ADDWF BUFF，0
　　　　CALL 　　CONVERT
　　　　MOVWF 　0
　　　　MOVLW 　30H　 ；使RA1，RA2为输出状态
　　　　TRIS 　　　RA
　　　　BCF RA，　 SI
　　　　BCF 　　　RA，　 SCP
　　　　MOVLW 　MBUF
 　　 　MOVWF 　FSR
　　　　MOVLW 　5　　 　　　；传送5字节数据
　　　　MOVWF 　TRBUF
　      DIS1 MOVF 0，0　；码段值?W
　　　　MOVWF 　BUFF　；W?送数据暂存器BUFF
　　　　INCF 　　 FSR
　　　　MOVLW　8
　　　　MONWF 　BIT　　　　 ；一字节有8位
　      DIS2 BSF RA， CLK 　 ；CLK端拉成高电平　BTFSC BUFF，7
　　　BSF RA，SDA　 ；数据暂存器D7位送data线
　　　BTFSS BUFF，7
　　　BCF RA，SDA
　　　RLF BUFF 　；数据暂存器左移一位
　　　BCF RA，CLK ；CLK端被拉成低电平，在其下降沿把data线上的数据采集进去
　　　DECFSZ BIT
　　　GOTO DIS2 ；一字节未送完，返回
　　　DECFSZ TRBUF
　　　GOTO DIS1　 ；三字节未送完，返回
　　　BSF RA，CL 　；器件操作结束
　　　BSF RA，EN
　　　RETLW 0