1　引　言

　　前面板（也稱(chēng)控制面板）是DVD整機(jī)的一個(gè)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(guò)它傳到解碼板進(jìn)行處理。此外DVD整機(jī)在播放過(guò)程中有許多信息要通過(guò)前面板上的真空熒光顯示器VFD（Vacumm Fluorescent Display）顯示出來(lái)，以方便用戶使用。uPD16311是一種VFD控制與驅(qū)動(dòng)芯片，它具有集成度高、外圍電路簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，用它可組成DVD視盤(pán)機(jī)的前面板控制電路。本文將對(duì)uPD16311的性能特點(diǎn)、編程方法及其在DVD視盤(pán)機(jī)中的應(yīng)用作較詳細(xì)的論述。

2　uPD16311的性能特點(diǎn)與控制命令

2．1　uPD16311的性能特點(diǎn)
　　uPD16311是日本NEC公司生產(chǎn)的VFD控制與驅(qū)動(dòng)集成電路。它具有12個(gè)段位輸出引腳S1－S12（15－26腳），8個(gè)柵極輸出引腳G1－G8（44－37腳），8個(gè)段位／柵極兩用輸出引腳（27－32、35和36腳）。其內(nèi)部包括：一個(gè)顯示存儲(chǔ)器、一個(gè)控制電路和一個(gè)按鍵掃描電路。顯示存儲(chǔ)器是用來(lái)存放顯示數(shù)據(jù)的，它由48個(gè)8bit的存儲(chǔ)單元組成，每個(gè)單元都有一個(gè)地址（00H－2FH）。uPD16311通過(guò)三根引線與CPU進(jìn)行通訊。uPD16311的主要性能特點(diǎn)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(gè)亮度等級(jí)；
????? ·具有高電壓輸出；
　　·具有一個(gè)4位通用輸入口和一個(gè)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(gè)可編程器件，它的任何一種功能需要對(duì)其編程后才能實(shí)現(xiàn)。因此，如何對(duì)其編程便成了應(yīng)用的關(guān)鍵。為實(shí)現(xiàn)對(duì)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(lái)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(shí)，顯示會(huì)被強(qiáng)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(kāi)。
　　數(shù)字設(shè)置命令用來(lái)設(shè)置數(shù)據(jù)寫(xiě)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(lái)設(shè)置數(shù)據(jù)的傳輸方向。在向顯示存儲(chǔ)器寫(xiě)數(shù)據(jù)或讀鍵盤(pán)狀態(tài)時(shí)，b0、b1兩位分別設(shè)為“00”和“10”。b2位用來(lái)設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸方式。當(dāng)b2置為1時(shí)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入某一顯示存儲(chǔ)單元中，其地址由地址設(shè)置命令來(lái)設(shè)置，寫(xiě)入數(shù)據(jù)后，地址不變化。當(dāng)b2置為0時(shí)，數(shù)據(jù)以地址遞增的方式進(jìn)行傳輸，即數(shù)據(jù)寫(xiě)入某一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元后，其地址自動(dòng)加1，這意味著在這種方式下可以向顯示存儲(chǔ)器的某一存儲(chǔ)單元連續(xù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)。b3位用來(lái)設(shè)置測(cè)試方式。當(dāng)b3位置為1時(shí)，芯片工作在測(cè)試方式；當(dāng)b3位置為0時(shí)，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(chǔ)器寫(xiě)數(shù)據(jù)或讀鍵盤(pán)的命令代碼為40H、42H。
　　地址設(shè)置命令用來(lái)設(shè)置要寫(xiě)入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)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(chǔ)單元地址。當(dāng)寫(xiě)入地址超出這一范圍時(shí)，數(shù)據(jù)將不被寫(xiě)入。
　　顯示控制命令用來(lái)控制顯示的開(kāi)與關(guān)以及顯示亮度，命令代碼為一字節(jié)。b3位用來(lái)控制顯示的開(kāi)與關(guān)。當(dāng)b3置為1時(shí)，顯示被打開(kāi)；當(dāng)b3置為0時(shí)，顯示被關(guān)閉。b0、b1、b2三位用來(lái)控制柵極脈沖寬度。uPD16311通過(guò)對(duì)柵極脈沖寬度的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)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(kāi)顯示，命令代碼為87H。
　　在芯片剛接通電源時(shí)，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(jī)的一個(gè)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(huà)出了89C51與uPD16311控制有關(guān)的三個(gè)引腳P3．3、P3．4和P3．5。P3．3作為uPD16311的片選信號(hào)，P3．4作為時(shí)鐘信號(hào)，P3．5是數(shù)據(jù)輸入輸出腳。89C51通過(guò)P3．5腳向uPD16311寫(xiě)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(hào)）。數(shù)據(jù)的寫(xiě)入和讀出是由時(shí)鐘信號(hào)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(gè)柵極和15個(gè)段，共有54個(gè)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(gè)柵極輸出引腳，36－50腳（P15－P1）是15個(gè)段位引腳。該VFD帶有10位“米8字”和3位特殊功能字，每個(gè)字由15位（兩個(gè)字節(jié)）顯示代碼控制（這兩個(gè)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(guò)編程，能夠清楚顯示DVD的工作狀態(tài)，如有盤(pán)、無(wú)盤(pán)顯示，盤(pán)旋轉(zhuǎn)、盤(pán)靜止顯示，盤(pán)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(shí)間顯示等等。由于采用的VFD顯示器件是13字×15段類(lèi)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(gè)電路接線簡(jiǎn)單。

3．2　uPD16311的控制時(shí)序
　　uPD16311是通過(guò)一個(gè)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(shí)，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(lái)時(shí)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(shí)傳輸。只有在給uPD16311傳輸完一條命令后，方可向uPD16311的顯示存儲(chǔ)器寫(xiě)入數(shù)據(jù)，對(duì)uPD16311的編程實(shí)際上就是根據(jù)系統(tǒng)的需要，正確地向uPD16311寫(xiě)入命令和顯示數(shù)據(jù)并讀出鍵盤(pán)代碼，也就是需要從uPD16311的Din和Dout口寫(xiě)入和讀出數(shù)據(jù)。
3．3　uPD16311控制軟件要點(diǎn)
　　程序首先必須進(jìn)行初始化，在初始化過(guò)程中除了要完成對(duì)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(duì)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(chǔ)區(qū)單·84·元以及打開(kāi)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(gè)柵極、15個(gè)段位的方式（與上述VFD適配），存儲(chǔ)器地址00H、01H對(duì)應(yīng)第一個(gè)顯示數(shù)字的低位和高位，03H、04H對(duì)應(yīng)第二個(gè)顯示數(shù)字的低位和高位，…，24H、25H對(duì)應(yīng)第十三個(gè)顯示數(shù)字的低位和高位。初始化完uPD16311后，程序必須實(shí)時(shí)顯示DVD工作狀態(tài)，捕獲用戶按鍵命令。而這些也是通過(guò)對(duì)uPD16311編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
　　具體編程時(shí)，先寫(xiě)命令字（初始化時(shí)），或先寫(xiě)命令字，再寫(xiě)地址，再寫(xiě)數(shù)據(jù)。這里給出兩段關(guān)鍵程序：一段程序?yàn)閃RITEBYTE，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入uPD16311；一段程序?yàn)镽EADBYTE，負(fù)責(zé)從uPD16311讀出數(shù)據(jù)。程序使用的語(yǔ)言是89C51的匯編語(yǔ)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(gè)柵極、15個(gè)段位的顯示模式時(shí)，命令碼為＃0CH。程序代碼為：　

???

在時(shí)鐘作用下，從低位到高位一位一位地將數(shù)據(jù)寫(xiě)到uPD16311。又如將顯示存儲(chǔ)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(gè)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(guò)程序READBYTE從uPD16311一位一位地讀出。例如，讀取48個(gè)按鍵位置碼（前面板實(shí)際按鍵比這少），并存儲(chǔ)在89C51的存儲(chǔ)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(shí)踐證明，uPD16311具有功能強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足DVD前面板控制的要求。