1　引　言

　　前面板（也稱控制面板）是DVD整機的一個重要部件，用戶的所有操作命令（遙控命令、按鍵命令）都要通過它傳到解碼板進(jìn)行處理。此外DVD整機在播放過程中有許多信息要通過前面板上的真空熒光顯示器VFD（Vacumm Fluorescent Display）顯示出來，以方便用戶使用。uPD16311是一種VFD控制與驅(qū)動芯片，它具有集成度高、外圍電路簡單、功能強等優(yōu)點，用它可組成DVD視盤機的前面板控制電路。本文將對uPD16311的性能特點、編程方法及其在DVD視盤機中的應(yīng)用作較詳細(xì)的論述。

2　uPD16311的性能特點與控制命令

2．1　uPD16311的性能特點
　　uPD16311是日本NEC公司生產(chǎn)的VFD控制與驅(qū)動集成電路。它具有12個段位輸出引腳S1－S12（15－26腳），8個柵極輸出引腳G1－G8（44－37腳），8個段位／柵極兩用輸出引腳（27－32、35和36腳）。其內(nèi)部包括：一個顯示存儲器、一個控制電路和一個按鍵掃描電路。顯示存儲器是用來存放顯示數(shù)據(jù)的，它由48個8bit的存儲單元組成，每個單元都有一個地址（00H－2FH）。uPD16311通過三根引線與CPU進(jìn)行通訊。uPD16311的主要性能特點如下：
????? ·具有多種顯示模式，其顯示模式可在8字×20段到16字×12段的范圍內(nèi)選擇；
????? ·具有按鍵掃描的功能，按鍵矩陣為12×4；
??? ·顯示亮度可調(diào)，共有8個亮度等級；
????? ·具有高電壓輸出；
　　·具有一個4位通用輸入口和一個5通道的LED輸出口；
????? ·輸出端口不需要額外的上拉或下拉電阻。
　　uPD16311是一個可編程器件，它的任何一種功能需要對其編程后才能實現(xiàn)。因此，如何對其編程便成了應(yīng)用的關(guān)鍵。為實現(xiàn)對uPD16311的正確編程，必須先了解它的控制命令。
2．2　uPD16311的控制命令
　　uPD16311有四條控制命令：顯示模式命令、數(shù)據(jù)設(shè)置命令、地址設(shè)置命令和顯示控制命令。顯示模式命令用來設(shè)置uPD16311的顯示模式。其命令代碼為08H、09H，．．．0FH。依次表示9字×19段模式、10字×18段模式、．．．16字×12段模式。命令代碼小于08H，則表示8字×20段模式。執(zhí)行該命令時，顯示會被強行關(guān)閉。要想恢復(fù)顯示，必須執(zhí)行一次顯示控制命令，將顯示打開。
　　數(shù)字設(shè)置命令用來設(shè)置數(shù)據(jù)寫入與讀出的方式。命令代碼同樣也是一字節(jié)（8位）。b0、b1兩位用來設(shè)置數(shù)據(jù)的傳輸方向。在向顯示存儲器寫數(shù)據(jù)或讀鍵盤狀態(tài)時，b0、b1兩位分別設(shè)為“00”和“10”。b2位用來設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸方式。當(dāng)b2置為1時，數(shù)據(jù)被寫入某一顯示存儲單元中，其地址由地址設(shè)置命令來設(shè)置，寫入數(shù)據(jù)后，地址不變化。當(dāng)b2置為0時，數(shù)據(jù)以地址遞增的方式進(jìn)行傳輸，即數(shù)據(jù)寫入某一數(shù)據(jù)存儲單元后，其地址自動加1，這意味著在這種方式下可以向顯示存儲器的某一存儲單元連續(xù)寫入數(shù)據(jù)。b3位用來設(shè)置測試方式。當(dāng)b3位置為1時，芯片工作在測試方式；當(dāng)b3位置為0時，芯片工作在正常工作方式。b6位固定為1。這樣，以地址遞增方式向顯示存儲器寫數(shù)據(jù)或讀鍵盤的命令代碼為40H、42H。
　　地址設(shè)置命令用來設(shè)置要寫入數(shù)據(jù)的存儲單元地址，其命令代碼為0C0H－0EFH，依次表示00H－2FH范圍內(nèi)的存儲單元地址。當(dāng)寫入地址超出這一范圍時，數(shù)據(jù)將不被寫入。
　　顯示控制命令用來控制顯示的開與關(guān)以及顯示亮度，命令代碼為一字節(jié)。b3位用來控制顯示的開與關(guān)。當(dāng)b3置為1時，顯示被打開；當(dāng)b3置為0時，顯示被關(guān)閉。b0、b1、b2三位用來控制柵極脈沖寬度。uPD16311通過對柵極脈沖寬度的控制實現(xiàn)對顯示亮度的控制。b0、b1、b2三位從“000”到“111”，亮度依次遞增。B7位固定為1。如高亮度打開顯示，命令代碼為87H。
　　在芯片剛接通電源時，芯片處于正常工作方式且數(shù)據(jù)以地址遞增方式傳輸，顯示處于關(guān)狀態(tài)，顯示模式的缺省設(shè)置為16字×12段模式，地址的缺省設(shè)置為00H。

3　uPD16311在DVD前面板中的應(yīng)用

　　前面板作為DVD整機的一個重要部件，其主要功能是：捕獲用戶遙控命令；捕獲用戶按鍵命令；與解碼板進(jìn)行通訊；顯示DVD工作狀態(tài)。其中，與uPD16311有關(guān)的是捕獲用戶按鍵命令和顯示DVD工作狀態(tài)。
3．1　前面板電路組成
　　如圖1所示，前面板主要是由89C51、uPD16311、VFD顯示器件和少量的分立元件組成。其中，89C51是ATMEL公司的微處理器。圖1中畫出了89C51與uPD16311控制有關(guān)的三個引腳P3．3、P3．4和P3．5。P3．3作為uPD16311的片選信號，P3．4作為時鐘信號，P3．5是數(shù)據(jù)輸入輸出腳。89C51通過P3．5腳向uPD16311寫入命令和數(shù)據(jù)，或從uPD16311讀出數(shù)據(jù)（主要是按鍵鍵位信號）。數(shù)據(jù)的寫入和讀出是由時鐘信號控制的；VFD顯示器件采用FUTABA的熒光顯示管13－BIT－155Gk。它具有13個柵極和15個段，共有54個引腳。其中，18－35腳未用。1－2、53－54腳是燈絲電源引腳。5－17腳（G13－G1）是13個柵極輸出引腳，36－50腳（P15－P1）是15個段位引腳。該VFD帶有10位“米8字”和3位特殊功能字，每個字由15位（兩個字節(jié)）顯示代碼控制（這兩個字節(jié)的顯示代碼必須按照FUTABA提供的資料事先進(jìn)行正確的編碼）。通過編程，能夠清楚顯示DVD的工作狀態(tài)，如有盤、無盤顯示，盤旋轉(zhuǎn)、盤靜止顯示，盤片是DVD、還是VCD、還是CD顯示，雙聲道或5．1聲道顯示，暫停、播放、快進(jìn)／退顯示，時間顯示等等。由于采用的VFD顯示器件是13字×15段類型的，所以硬件接線上，uPD16311的27－29腳要作為段使用（S13－S15），36、35和32－30腳要作為柵極使用（G9－G13）。整個電路接線簡單。

3．2　uPD16311的控制時序
　　uPD16311是通過一個串行口與CPU及其它器件進(jìn)行通訊的。圖1中，只有當(dāng)STB為低電平時，uPD16311方可從Din上讀取數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)讀取是在CLK的上升沿到來時進(jìn)行的。uPD16311的控制命令必須在STB剛由高電平變?yōu)榈碗娖綍r傳輸。只有在給uPD16311傳輸完一條命令后，方可向uPD16311的顯示存儲器寫入數(shù)據(jù)，對uPD16311的編程實際上就是根據(jù)系統(tǒng)的需要，正確地向uPD16311寫入命令和顯示數(shù)據(jù)并讀出鍵盤代碼，也就是需要從uPD16311的Din和Dout口寫入和讀出數(shù)據(jù)。
3．3　uPD16311控制軟件要點
　　程序首先必須進(jìn)行初始化，在初始化過程中除了要完成對89C51相應(yīng)I／O口的設(shè)置，以及為程序中使用的一些變量設(shè)置初始值外，還包括對uPD16311進(jìn)行初始化設(shè)置。uPD16311初始化設(shè)置主要包括設(shè)定VFD顯示模式、清零顯示存儲區(qū)單·84·元以及打開顯示控制并設(shè)置合適的掃描脈沖寬度等。初始化中，將uPD16311編程接成13個柵極、15個段位的方式（與上述VFD適配），存儲器地址00H、01H對應(yīng)第一個顯示數(shù)字的低位和高位，03H、04H對應(yīng)第二個顯示數(shù)字的低位和高位，…，24H、25H對應(yīng)第十三個顯示數(shù)字的低位和高位。初始化完uPD16311后，程序必須實時顯示DVD工作狀態(tài)，捕獲用戶按鍵命令。而這些也是通過對uPD16311編程來實現(xiàn)的。
　　具體編程時，先寫命令字（初始化時），或先寫命令字，再寫地址，再寫數(shù)據(jù)。這里給出兩段關(guān)鍵程序：一段程序為WRITEBYTE，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)寫入uPD16311；一段程序為READBYTE，負(fù)責(zé)從uPD16311讀出數(shù)據(jù)。程序使用的語言是89C51的匯編語言。

RET?????????????????

　　這兩段程序在uPD16311的編程中非常重要。如初始化uPD16311為13個柵極、15個段位的顯示模式時，命令碼為＃0CH。程序代碼為：　

???

在時鐘作用下，從低位到高位一位一位地將數(shù)據(jù)寫到uPD16311。又如將顯示存儲區(qū)地址00H清零，命令代碼為＃40H，地址代碼為＃0C0H，數(shù)據(jù)代碼為＃00H，先選通uPD16311，然后將這三個代碼分別送給累加器A，連續(xù)調(diào)用3次WRITEBYTE即可。
　　前面板按鍵位置碼可以通過程序READBYTE從uPD16311一位一位地讀出。例如，讀取48個按鍵位置碼（前面板實際按鍵比這少），并存儲在89C51的存儲單元＃2CH－＃31H內(nèi)，程序如下：

按鍵位置碼將在89C51內(nèi)作進(jìn)一步處理。
　　目前，UPD16311已成功應(yīng)用于DVD前面板控制電路中。實踐證明，uPD16311具有功能強、可靠性高等優(yōu)點，能夠滿足DVD前面板控制的要求。