一种数码管面板和按键控制电路及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种数码管面板和按键控制电路，包括74HC138芯片、74HC164芯片、限流电阻、五位共阴数码管、功能指示LED、功能轻触按键和数据连接口，其中，所述74HC164芯片与限流电阻相连接，所述74HC138芯片与五位共阴数码管、功能指示LED的公共端、功能轻触按键相连接，所述限流电阻与五位共阴数码管的段码和功能指示LED相连接；该控制电路具有引脚资源分配更合理、模块部件的位置更加紧凑的特点。本发明还公开了该控制电路的控制方法，利用该种控制方法，按键和显示扫描无需等待延时，CPU的利用率更高。
【专利说明】一种数码管面板和按键控制电路及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种面板和按键控制电路，更具体地说，尤其涉及一种数码管面板和按键控制电路；本发明还涉及该控制电路的控制方法。
【背景技术】
[0002]传统数码管面板和按键控制电路多选择由74HC138和74HC164芯片分别作为键盘的信号输入和信号输出至数码管面板的驱动芯片，而传统的74HC138、74HC164芯片和数码管面板以及按键所组成的连接电路方式，在按键和显示电路扫描时需要等待延时，所占用的微控制器引脚较多，扫描时间较长，特别是高速处理器，从而存在CPU利用率低，引脚资源不足以及模块延长引线困难的缺点。因此，如果提供CPU的利用率，释放引脚资源并使模块部件的位置更加紧凑成为了数码管面板和按键控制电路亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的前一目的在于提供一种数码管面板和按键控制电路，该控制电路具有引脚资源分配更合理、模块部件的位置更加紧凑的特点。
[0004]本发明的另一目的在于提供上述数码管面板和按键控制电路的控制方法，利用该种控制方法，按键和显示扫描无需等待延时，CPU的利用率更高。
[0005]本发明的前一技术方案如下:
[0006]一种数码管面板和按键控制电路，包括74HC138芯片、74HC164芯片、限流电阻、五位共阴数码管、功能指示LED、功能轻触按键和数据连接口，其中，所述数据连接口与74HC138芯片、74HC164芯片以及功能轻触按键的公共端相连接，所述74HC164芯片与限流电阻相连接，所述74HC138芯片与五位共阴数码管、功能指示LED的公共端、功能轻触按键相连接，所述限流电阻与五位共阴数码管的段码和功能指示LED相连接。
[0007]进一步的,所述的数据连接口为10针双排排针，所述的功能轻触按键包括功能轻触按键K1、功能轻触按键K2、功能轻触按键K3、功能轻触按键K4、功能轻触按键K5、功能轻触按键K6、功能轻触按键K7、功能轻触按键K8 ;所述的10针双排排针的5脚与74HC164芯片的8脚相连接，所述的10针双排排针的7脚与74HC164芯片的1、2脚相连接，所述的10针双排排针的9脚与功能轻触按键K1、功能轻触按键K2、功能轻触按键K3、功能轻触按键K4、功能轻触按键K5、功能轻触按键K6、功能轻触按键K7、功能轻触按键K8的一端相连，所述的10针双排排针的6脚与74HC138芯片的1脚相连接，所述的10针双排排针的8脚与74HC138芯片的2脚相连接，所述的10针双排排针的10脚与74HC138芯片的3脚相连接。
[0008]进一步的，所述限流电阻包括4排阻R1和4排阻R2 ;所述74HC164芯片的3脚与4排阻R1的8脚相连接，74HC164芯片的4脚与4排阻R1的7脚相连接，74HC164芯片的5脚与4排阻R1的6脚相连接，74HC164芯片的6脚与4排阻R1的5脚相连接，74HC164芯片的10脚与4排阻R2的8脚相连接，74HC164芯片的11脚与4排阻R2的7脚相连接，74HC164芯片的12脚与4排阻R2的6脚相连接，74HC164芯片的13脚与4排阻R2的5脚相连接。
[0009]进一步的，所述功能指示LED包括发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L4、发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L8,所述五位共阴数码管包括1位共阴数码管和4位一体共阴数码管；所述限流电阻与五位共阴数码管的段码相连接为4排阻R1的1脚与1位共阴数码管的7脚、4位一体共阴数码管的11脚、发光二极管L1的阳极相连接，4排阻R1的2脚与1位共阴数码管的6脚、4位一体共阴数码管的7脚、发光二极管L2的阳极相连接，4排阻R1的3脚与1位共阴数码管的4脚、4位一体共阴数码管的4脚、发光二极管L3的阳极相连接，4排阻R1的4脚与1位共阴数码管的2脚、4位一体共阴数码管的2脚、发光二极管L4的阳极相连接，4排阻R2的1脚与1位共阴数码管的1脚、4位一体共阴数码管的1脚、发光二极管L5的阳极相连接，4排阻R2的2脚与1位共阴数码管的9脚、4位一体共阴数码管的10脚、发光二极管L6的阳极相连接，4排阻R2的3脚与1位共阴数码管的10脚、4位一体共阴数码管的5脚、发光二极管L7的阳极相连接，4排阻R2的4脚与1位共阴数码管的5脚、4位一体共阴数码管的3脚、发光二极管L8的阳极相连接。
[0010]进一步的，所述74HC138芯片的15脚与1位共阴数码管的3、8脚相连接，74HC138芯片的14脚与4位一体共阴数码管的12脚连接，74HC138芯片的13脚与4位一体共阴数码管的9脚连接，74HC138芯片的12脚与4位一体共阴数码管的8脚连接，74HC138芯片的13脚与4位一体共阴数码管的6脚连接，74HC138芯片的13脚与发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L4、发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L8的各个阴极相连接。
[0011]本发明的后一技术方案如下:
[0012]一种数码管面板和按键控制电路的控制方法，包括以下步骤进行:
[0013](a)在主程序设置好定时中断参数，初始化Key = 0，η = 0。
[0014](b)进入定时中断，CPU读取按键状态。如果在中断时第η个按键被按下，保存键值Key = n+1 ;如果中断时第η个按键没有被按下，则跳过。
[0015](c)判断η是否等于7,若是则执行下一步；否则，η = n+1,跳转到第(f)步。
[0016](d)判断判断这一轮的Key是否与上一轮的KeyPre值是否相等，如果相等则Key为有效键值，进行键值处理，否则按键为干扰信号跳过。
[0017](e)保存这次的键值给下一次中断使用KeyPre = Key, η清零。
[0018](f)选择未使用74hcl38芯片引脚，控制关闭五位共阴数码管及功能指示LED的显
/j、l Ο
[0019](g)CPU发送下一个第η位要显示的LED段码或功能指示信号给74HC164芯片，74HC164芯片在把信号送给五位共阴数码管或功能指示LED。
[0020](h) CPU控制74HC138芯片选择显示的第η位。
[0021](i)结束中断。
[0022](j)下一次中断从第(b)步继续执行。
[0023]进一步的，步骤(a)中，一般中断时间设为5ms。
[0024]与现有技术相比，本发明具有的有益效果为:
[0025]1.本发明的一种数码管面板和按键控制电路，该控制电路有效减少CPU连接键盘和显示控制电路的引脚数量，使引脚资源分配更合理、模块部件的位置更加紧凑。
[0026]2.本发明的一种数码管面板和按键控制电路的控制方法，由CPU逐一扫描控制电路中的5位共阴数码管、功能指示LED和8个功能轻触按键是否有按下，每中断8次完成1轮显示和键盘扫描，若此轮扫描有按键按下的信号，再判断与前1轮按键扫描到的按键信号进行比较，能准确去除信号的干扰，CPU根据用户需要显示设定的内容，利用该数码管面板和按键控制电路并结合控制方法，除去了数码管显示和键盘扫描的等待延时时间，使CPU的运算效率更高。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明的电路示意图；
[0028]图2是本发明的控制流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合【具体实施方式】，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
[0030]参阅图1所示，本发明的一种数码管面板和按键控制电路，包括74HC138芯片1、74HC164芯片2、限流电阻3、五位共阴数码管4、功能指示LED5、功能轻触按键6和数据连接口 7，其中，所述数据连接口 7与74HC138芯片1、74HC164芯片2以及功能轻触按键6的公共端相连接，所述74HC164芯片2与限流电阻3相连接，所述74HC138芯片1与五位共阴数码管4、功能指示LED5的公共端、功能轻触按键6相连接，所述限流电阻3与五位共阴数码管4的段码和功能指示LED5相连接。该控制电路有效减少CPU连接键盘和显示控制电路的引脚数量，使引脚资源分配更合理、模块部件的位置更加紧凑。
[0031]所述的数据连接口 7为10针双排排针，所述的功能轻触按键6包括功能轻触按键K1、功能轻触按键K2、功能轻触按键K3、功能轻触按键K4、功能轻触按键K5、功能轻触按键K6、功能轻触按键K7、功能轻触按键K8 ;所述的10针双排排针的5脚与74HC164芯片2的8脚相连接，所述的10针双排排针的7脚与74HC164芯片2的1、2脚相连接，所述的10针双排排针的9脚与功能轻触按键K1、功能轻触按键K2、功能轻触按键K3、功能轻触按键K4、功能轻触按键K5、功能轻触按键K6、功能轻触按键K7、功能轻触按键K8的一端相连，所述的10针双排排针的6脚与74HC138芯片1的1脚相连接，所述的10针双排排针的8脚与74HC138芯片1的2脚相连接，所述的10针双排排针的10脚与74HC138芯片1的3脚相连接。
[0032]所述限流电阻3包括4排阻R1和4排阻R2 ;所述74HC164芯片2的3脚与4排阻R1的8脚相连接，74HC164芯片2的4脚与4排阻R1的7脚相连接，74HC164芯片2的5脚与4排阻R1的6脚相连接，74HC164芯片2的6脚与4排阻R1的5脚相连接，74HC164芯片2的10脚与4排阻R2的8脚相连接，74HC164芯片2的11脚与4排阻R2的7脚相连接，74HC164芯片2的12脚与4排阻R2的6脚相连接，74HC164芯片2的13脚与4排阻R2的5脚相连接。
[0033]所述功能指示LED5包括发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L4、发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L8，所述五位共阴数码管4包括1位共阴数码管和4位一体共阴数码管；所述限流电阻3与五位共阴数码管4的段码相连接为4排阻R1的1脚与1位共阴数码管的7脚、4位一体共阴数码管的11脚、发光二极管L1的阳极相连接，4排阻R1的2脚与1位共阴数码管的6脚、4位一体共阴数码管的7脚、发光二极管L2的阳极相连接，4排阻R1的3脚与1位共阴数码管的4脚、4位一体共阴数码管的4脚、发光二极管L3的阳极相连接，4排阻R1的4脚与1位共阴数码管的2脚、4位一体共阴数码管的2脚、发光二极管L4的阳极相连接，4排阻R2的1脚与1位共阴数码管的1脚、4位一体共阴数码管的1脚、发光二极管L5的阳极相连接，4排阻R2的2脚与1位共阴数码管的9脚、4位一体共阴数码管的10脚、发光二极管L6的阳极相连接，4排阻R2的3脚与1位共阴数码管的10脚、4位一体共阴数码管的5脚、发光二极管L7的阳极相连接，4排阻R2的4脚与1位共阴数码管的5脚、4位一体共阴数码管的3脚、发光二极管L8的阳极相连接。
[0034]所述74HC138芯片1的15脚与1位共阴数码管的3、8脚相连接，74HC138芯片1的14脚与4位一体共阴数码管的12脚连接，74HC138芯片1的13脚与4位一体共阴数码管的9脚连接，74HC138芯片1的12脚与4位一体共阴数码管的8脚连接，74HC138芯片1的13脚与4位一体共阴数码管的6脚连接，74HC138芯片1的13脚与发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L4、发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L8的各个阴极相连接。
[0035]参阅图2所示，一种数码管面板和按键控制电路的控制方法，包括以下步骤进行:
[0036](a)在主程序设置好定时中断参数，一般中断时间设为5ms，这个时间间隔使CPU的利用率更合理，初始化Key = 0, η = 0。
[0037](b)进入定时中断，CPU读取按键状态。如果在中断时第η个按键被按下，则10针双排针的9脚为低电平，保存键值Key = n+1 ;如果中断时第η个按键没有被按下，则跳过。
[0038](c)判断η是否等于7，若是则执行下一步；否则，η = η+1，跳转到第(f)步。
[0039](d)判断判断这一轮的Key是否与上一轮的KeyPre值是否相等,如果相等则Key为有效键值，进行键值处理，否则按键为干扰信号跳过。
[0040](e)保存这次的键值给下一次中断使用KeyPre = Key, η清零。
[0041](f)选择未使用74hcl38芯片1引脚，控制关闭五位共阴数码管4及功能指示LED5的显示。
[0042](g)CPU发送下一个第η位要显示的LED段码或功能指示信号给74HC164芯片2，74HC164芯片2在把信号送给五位共阴数码管4或功能指示LED5。
[0043](h) CPU控制74HC138芯片1选择显示的第η位。
[0044](i)结束中断。
[0045](j)下一次中断从第(b)步继续执行。
[0046]由CPU逐一扫描控制电路中的5位共阴数码管4、功能指示LED5和8个功能轻触按键按键6是否有按下，每中断8次完成1轮显示和键盘扫描，若此轮扫描有按键按下的信号，再判断与前1轮按键扫描到的按键信号进行比较，能准确去除信号的干扰；(PU根据用户需要显示设定的内容，利用该数码管面板和按键控制电路并结合控制方法，除去了数码管显示和键盘扫描的等待延时时间，使CPU的运算效率更高。同时有效减少了 CPU引脚的使用量，节省了部分引脚资源。
[0047]在以上所述仅为本发明的较佳实施方式，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种数码管面板和按键控制电路，包括74HC138芯片(1)、74HC164芯片(2)、限流电阻(3)、五位共阴数码管(4)、功能指示LED(5)、功能轻触按键(6)和数据连接口(7)，其特征在于，所述数据连接口⑵与74HC138芯片(1)、74HC164芯片⑵以及功能轻触按键(6)的公共端相连接，所述74HC164芯片⑵与限流电阻(3)相连接，所述74HC138芯片⑴与五位共阴数码管(4)、功能指示LED(5)的公共端、功能轻触按键(6)相连接，所述限流电阻(3)与五位共阴数码管(4)的段码和功能指示LED(5)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种数码管面板和按键控制电路，其特征在于，所述的数据连接口(7)为10针双排排针，所述的功能轻触按键(6)包括功能轻触按键K1、功能轻触按键K2、功能轻触按键K3、功能轻触按键K4、功能轻触按键K5、功能轻触按键K6、功能轻触按键K7、功能轻触按键K8 ;所述的10针双排排针的5脚与74HC164芯片(2)的8脚相连接，所述的10针双排排针的7脚与74HC164芯片(2)的1、2脚相连接，所述的10针双排排针的9脚与功能轻触按键Kl、功能轻触按键K2、功能轻触按键K3、功能轻触按键K4、功能轻触按键K5、功能轻触按键K6、功能轻触按键K7、功能轻触按键K8的一端相连，所述的10针双排排针的6脚与74HC138芯片(I)的I脚相连接，所述的10针双排排针的8脚与74HC138芯片⑴的2脚相连接，所述的10针双排排针的10脚与74HC138芯片⑴的3脚相连接。
3.根据权利要求1所述的一种数码管面板和按键控制电路，其特征在于，所述限流电阻⑶包括4排阻Rl和4排阻R2 ;所述74HC164芯片⑵的3脚与4排阻Rl的8脚相连接，74HC164芯片(2)的4脚与4排阻Rl的7脚相连接，74HC164芯片(2)的5脚与4排阻Rl的6脚相连接，74HC164芯片(2)的6脚与4排阻Rl的5脚相连接，74HC164芯片(2)的10脚与4排阻R2的8脚相连接，74HC164芯片⑵的11脚与4排阻R2的7脚相连接，74HC164芯片(2)的12脚与4排阻R2的6脚相连接，74HC164芯片(2)的13脚与4排阻R2的5脚相连接。
4.根据权利要求3所述的一种数码管面板和按键控制电路，其特征在于，所述功能指 LED(5)包括发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L4、发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L8，所述五位共阴数码管(4)包括I位共阴数码管和4位一体共阴数码管；所述限流电阻(3)与五位共阴数码管⑷的段码相连接为4排阻Rl的I脚与I位共阴数码管的7脚、4位一体共阴数码管的11脚、发光二极管LI的阳极相连接，4排阻Rl的2脚与I位共阴数码管的6脚、4位一体共阴数码管的7脚、发光二极管L2的阳极相连接，4排阻Rl的3脚与I位共阴数码管的4脚、4位一体共阴数码管的4脚、发光二极管L3的阳极相连接，4排阻Rl的4脚与I位共阴数码管的2脚、4位一体共阴数码管的2脚、发光二极管L4的阳极相连接，4排阻R2的I脚与I位共阴数码管的I脚、4位一体共阴数码管的I脚、发光二极管L5的阳极相连接，4排阻R2的2脚与I位共阴数码管的9脚、4位一体共阴数码管的10脚、发光二极管L6的阳极相连接，4排阻R2的3脚与I位共阴数码管的10脚、4位一体共阴数码管的5脚、发光二极管L7的阳极相连接，4排阻R2的4脚与I位共阴数码管的5脚、4位一体共阴数码管的3脚、发光二极管L8的阳极相连接。
5.根据权利要求4所述的一种数码管面板和按键控制电路，其特征在于，所述74HC138芯片⑴的15脚与I位共阴数码管的3、8脚相连接，74HC138芯片⑴的14脚与4位一体共阴数码管的12脚连接，74HC138芯片(I)的13脚与4位一体共阴数码管的9脚连接，74HC138芯片⑴的12脚与4位一体共阴数码管的8脚连接，74HC138芯片⑴的13脚与4位一体共阴数码管的6脚连接，74HC138芯片(I)的13脚与发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L4、发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L8的各个阴极相连接。
6.权利要求1所述的一种数码管面板和按键控制电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤进行: (a)在主程序设置好定时中断参数,初始化Key= O, η = O。 (b)进入定时中断，CPU读取按键状态。如果在中断时第η个按键被按下，保存键值Key=n+1 ;如果中断时第η个按键没有被按下，则跳过。 (c)判断η是否等于7,若是则执行下一步；否则，η= n+1,跳转到第(f)步。 (d)判断判断这一轮的Key是否与上一轮的KeyPre值是否相等，如果相等则Key为有效键值，进行键值处理，否则按键为干扰信号跳过。 (e)保存这次的键值给下一次中断使用KeyPre= Key, η清零。 (f)选择未使用74hcl38芯片(I)引脚，控制关闭五位共阴数码管(4)及功能指示LED (5)的显示。 (g)CPU发送下一个第η位要显示的LED段码或功能指示信号给74HC164芯片(2)，74HC164芯片(2)在把信号送给五位共阴数码管(4)或功能指示LED (5)。 (h)CPU控制74HC138芯片(I)选择显示的第η位。 (i)结束中断。 U)下一次中断从第(b)步继续执行。
7.根据权利要求6所述的一种数码管面板和按键控制电路的控制方法，其特征在于，步骤(a)中，一般中断时间设为5ms。
【文档编号】G09G3/14GK104332125SQ201410642917
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】玉振明, 黄永庆, 周信健 申请人:梧州学院