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控制與驅動芯片，它具有集成度高、外圍電路簡單、功能強等優點，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視盤機中的應用作較詳細的論述。

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公司生產的VFD控制與驅動集成電路。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據的，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段的范圍內選擇；
????? ·具有按鍵掃描的功能，按鍵矩陣為12×4；
??? ·顯示亮度可調，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。因此，如何對其編程便成了應用的關鍵。為實現對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、數據設置命令、地址設置命令和顯示控制命令。顯示模式命令用來設置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。執行該命令時，顯示會被強行關閉。要想恢復顯示，必須執行一次顯示控制命令，將顯示打開。
　　數字設置命令用來設置數據寫入與讀出的方式。命令代碼同樣也是一字節（8位）。b0、b1兩位用來設置數據的傳輸方向。在向顯示存儲器寫數據或讀鍵盤狀態時，b0、b1兩位分別設為“00”和“10”。b2位用來設置數據傳輸方式。當b2置為1時，數據被寫入某一顯示存儲單元中，其地址由地址設置命令來設置，寫入數據后，地址不變化。當b2置為0時，數據以地址遞增的方式進行傳輸，即數據寫入某一數據存儲單元后，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寫入數據。b3位用來設置測試方式。當b3位置為1時，芯片工作在測試方式；當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據或讀鍵盤的命令代碼為40H、42H。
　　地址設置命令用來設置要寫入數據的存儲單元地址，其命令代碼為0C0H－0EFH，依次表示00H－2FH范圍內的存儲單元地址。當寫入地址超出這一范圍時，數據將不被寫入。
　　顯示控制命令用來控制顯示的開與關以及顯示亮度，命令代碼為一字節。b3位用來控制顯示的開與關。當b3置為1時，顯示被打開；當b3置為0時，顯示被關閉。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據以地址遞增方式傳輸，顯示處于關狀態，顯示模式的缺省設置為16字×12段模式，地址的缺省設置為00H。

3　uPD16311在DVD前面板中的應用

　　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；與解碼板進行通訊；顯示DVD工作狀態。其中，與uPD16311有關的是捕獲用戶按鍵命令和顯示DVD工作狀態。
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是數據輸入輸出腳。89C51通過P3．5腳向uPD16311寫入命令和數據，或從uPD16311讀出數據（主要是按鍵鍵位信號）。數據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）顯示代碼控制（這兩個字節的顯示代碼必須按照FUTABA提供的資料事先進行正確的編碼）。通過編程，能夠清楚顯示DVD的工作狀態，如有盤、無盤顯示，盤旋轉、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／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及其它器件進行通訊的。圖1中，只有當STB為低電平時，uPD16311方可從Din上讀取數據，而且數據讀取是在CLK的上升沿到來時進行的。uPD16311的控制命令必須在STB剛由高電平變為低電平時傳輸。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據，對uPD16311的編程實際上就是根據系統的需要，正確地向uPD16311寫入命令和顯示數據并讀出鍵盤代碼，也就是需要從uPD16311的Din和Dout口寫入和讀出數據。
3．3　uPD16311控制軟件要點
　　程序首先必須進行初始化，在初始化過程中除了要完成對89C51相應I／O口的設置，以及為程序中使用的一些變量設置初始值外，還包括對uPD16311進行初始化設置。uPD16311初始化設置主要包括設定VFD顯示模式、清零顯示存儲區單·84·元以及打開顯示控制并設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對應第一個顯示數字的低位和高位，03H、04H對應第二個顯示數字的低位和高位，…，24H、25H對應第十三個顯示數字的低位和高位。初始化完uPD16311后，程序必須實時顯示DVD工作狀態，捕獲用戶按鍵命令。而這些也是通過對uPD16311編程來實現的。
　　具體編程時，先寫命令字（初始化時），或先寫命令字，再寫地址，再寫數據。這里給出兩段關鍵程序：一段程序為WRITEBYTE，負責將數據寫入uPD16311；一段程序為READBYTE，負責從uPD16311讀出數據。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據寫到uPD16311。又如將顯示存儲區地址00H清零，命令代碼為＃40H，地址代碼為＃0C0H，數據代碼為＃00H，先選通uPD16311，然后將這三個代碼分別送給累加器A，連續調用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，程序如下：

按鍵位置碼將在89C51內作進一步處理。
　　目前，UPD16311已成功應用于DVD前面板控制電路中。實踐證明，uPD16311具有功能強、可靠性高等優點，能夠滿足DVD前面板控制的要求。