【应用】R7F0C809单片机A/D按键输入配合大电流I/O端口控制4位8段数码管显示
本文介绍了瑞萨电子公司推出的R7F0C809 低功耗单片机使用电阻式A/D 按键输入配合大电流I/O 端口控制4位8段数码管显示的应用。也适用于其他与上面所述的群具有相同SFR（特殊功能寄存器）定义的产品。
规格
本文介绍了使用定时器阵列单元（简称TAU）、大电流端口功能、根据A/D 键盘输入对4位8段数码管进行显示的应用。定时器阵列单元通道0 的间隔时间（INTTM00）确定数码管扫描时间，通道1 的间隔时间（INTTM01）用于1s定时。
硬件配置示例
本文中使用的硬件配置示例，请参见“图1”。
图1 硬件配置
注意：1. 上述硬件配置图是为了表示硬件连接情况的简化图。在实际电路设计时，请注意根据系统具体要求进行适当的引脚处理，并满足电气特性的要求（输入专用引脚请注意分别通过电阻上拉到VDD 或是下拉到VSS）。
2. 请将 VDD电压值保持在SPOR 设定的复位解除电压（VSPOR）以上。
操作概要
本文介绍了如何使用P 沟/N 沟开漏的大电流I/O 端口对数码管显示进行控制，及如何使用A/D 电压转换器模块对外部输入的按键键值（电压值）进行确认。
4 位8 段数码管显示控制
4 位8 段数码管采用共阳极接法，根据键盘输入进行相应的显示，所有数码管控制引脚均由单片机普通端口（大电流方式）控制。
数码管的显示方式：
• 动态扫描：使用60Hz 的数据扫描频率，对4 位数码管进行循环扫描，扫描周期为：1/60Hz/4≈4.17ms。
A/D 按键输入采集控制
A/D 模块通过采集由外部电阻进行分压后的电压值判断键值。A/D 按键输入的硬件配置示例，请参见“图2”。
图 2 A/D 按键输入的硬件配置示例
A/D 按键输入工作方式如下：
（1） 在A/D 输入端连接多个按键，按键的接入以电阻分压为准，即每个按键的接通将使输入到A/D 引脚的电压值产生变化。具体电压值请参考表5.1。
（2） A/D 采集时间间隔（即对模拟输入引脚ANIx 进行一次A/D 转换）与数码管扫描时间间隔相同，为4.17ms/次。
（3） 对模拟输入引脚的电压进行6 次A/D 采集，去掉最大、最小值并求平均。重复上述操作，如果两次获得的平均值相同，即确认当前按键。因此按键按下的确认时间为4.17×6×2≈50ms。
控制时序图
数码管扫描显示及A/D 按键输入采集的时序图请参见“图3”。
图 3 数码管显示及A/D按键输入采集时序图
整体操作说明
（1） PORT 初始化设置。
• 设置用于数码管显示的引脚为数字端口，用于A/D 按键输入采集的引脚为模拟端口。
• 设置用于数码管显示的SEG 端为N 沟开漏输出，COM端为P 沟开漏输出。
• 设置数码管初始态为不显示，即无论是SEG 端还是COM端均设定为输出无效电平。
• 设置 A/D 按键输入端口为输入引脚。
（2） TAU 初始化设置。
• 设置定时器操作模式为间隔定时器模式。
• 设置定时器数据寄存器00（TDR00）计数周期为4.17ms。
• 设置定时器数据寄存器01（TDR01）计数周期为100ms。
• 使能定时器通道1 的定时器中断（INTTM01）。
（3） A/D 初始化设置。
• 设置 A/D 采样的频率为fCLK/8。
• 设置 A/D 采样分辨率为10 位。
• 设置 A/D 输入引脚为ANI7。
（4） 变量初始化设置。
• 初始化 1 秒定时到标志。
• 初始化数码管运行状态标志。
（5） 设置TAU0 通道0 开始计数。
（6） 等待TAU0 通道0 中断标志位（TMIF00）置“1”。
（7） TAU0 通道0 中断标志位置“1”后，清除中断标志位。
（8） 进行数码管显示处理。
• 进行数码管扫描显示：根据数码管显示数组中的值更新数码管显示值。
• 如果 1 秒定时到标志为“1”，就更新数码管显示数组的值。
（9） 进行按键采集处理。
• 进行 A/D 数据采集，得到当前A/D 值。在6 次循环后，计算A/D 平均值。
• 确认当前按键值。
• 根据当前键值进行按键处理。
（10） 返回步骤（6）。
端口初始化
端口初始化的流程图，请参见“图4”。
图 4 端口初始化
注意：关于未使用端口的设置，请注意根据系统具体要求进行适当的端口处理，并满足电气特性的要求。未使用的输入专用端口，请分别通过电阻上拉到VDD或是下拉到VSS。
• 端口模式控制寄存器0（PMC0），设置端口 P07 为数字输入/输出模式
• 端口模式控制寄存器1（PMC1），设置端口 P10~P15 为数字输入/输出模式，设定端口 P16 为模拟输入模式。
TAU 模块初始化
TAU 模块初始化的流程图，请参见“图5”。
图 5 TAU 模块初始化
允许定时器列阵单元0的时钟供应，外围允许寄存器0（PER0），允许定时器列阵单元0 的时钟供应。
A/D 模块初始化
A/D 模块初始化的流程图，请参见“图6”。
图 6 A/D 模块初始化
•允许向 A/D 转换器模块的时钟供应， 外围允许寄存器0（PER0），允许 A/D 转换器功能的时钟供应。
主函数处理
主函数处理流程图，请参见“图7”。
图 7 主函数处理
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