摘要： 以實例的形式給出了基於CY8C21534的通用面板設計，並給出了幾個設計中應注意的關鍵點。
關鍵詞： 通用操作面板；感應按鍵；CY8C21534
引言
Cypress公司的CY8C21534是一個帶有非常豐富感應按鍵功能的單片機晶片，多數IO口都可以配置為感應按鍵輸入或普通TTL電平輸入/輸出的功能，並且有豐富的內部資源。
在產品設計中，操作面板是面向用戶的最重要的交互界面，其操作性能的優劣直接影響產品的感觀性能。良好的操作界面，可以使用戶提高對產品的信心，並大大提高購買率。
另外，產品設計中，通用化的設計往往是提高產品設計速度和性能的最有效的方式。
為了滿足上述要求，我們設計了一款通用的帶有感應按鍵功能的面板，根據我們產品的需要，面板應提供9個感應按鍵，能驅動64段LED顯示，有蜂鳴器驅動，並有與控制板進行信息交換的接口。
通用操作面板設計的基本思路主要集中在通用上，通用包括兩個方面：一是硬體通用，設計一個操作面板可以適應很多的產品。二是軟體的通用，通用板不關心按鍵具體功能和顯示的具體內容，把程序設計成通用的。
因為面板最重要的功能就是感應按鍵功能，所以我們採用了高性能的CY8C21534，考慮到CY8C21534有效的IO口線只有24個，所以擴展了一片74HC595來驅動顯示段，這樣需要至少2個IO口；還需要8個IO口來驅動顯示行；操作面板與控制板通訊採用I2C方式，再增加一條按鍵有效指示線，則通訊接口需要3個IO；9個按鍵使用9個IO，這樣方便以後其他的擴展；一個IO口驅動蜂鳴器；另外一個IO口做按鍵處理用，保證按鍵的抗幹擾能力；這樣24個IO剛好可以滿足要求。
硬體設計
圖1為通用操作面板原理圖。圖中，S1~S9為感應按鍵的感應區域，U101為顯示組件(在設計中採用的是一體化的顯示組件)，CN101為與控制板的接口，同時也是在線燒寫程序的接口。
圖1 通用操作面板原理圖
只要按鍵對應口線不變，按鍵可以排列在通用操作面板任何位置。
顯示組件可以是分離器件組成，連接關係只要滿足圖中COM1~8和SEG1～8對應就可以了，其中COM1~8是顯示的行掃描端，SEG1~8是顯示段碼驅動端。64段可以組合成8段數碼管，也可以是獨立的LED指示燈按照行列方式連接。注意，在圖中的連接關係中，顯示部件必須是共陽結構的。
軟體設計
軟體分成如下幾個主要部分：
顯示掃描部分—負責把顯示數據按照對應關係送出。
需要開闢一個顯示緩衝區，用來保存接收到的顯示內容，定義為Dis_buf[8]，共8個字節，64段需要8個字節，按照每行一個字節保存，規定Dis_buf[0] 對應COM1行，Dis_buf[1]對應COM2行，依此類推，Dis_buf[7]對應COM8行。
在定時掃描裡，按照行列關係掃描顯示即可，具體顯示內容則由控制板通過通訊接口發來。
這部分程序流程比較簡單，但操作要點需要特別注意：先關閉所有顯示行，根據掃描行標誌送出掃描段碼，再打開對應的掃描行，點亮顯示，最後掃描行標誌加1。
按鍵掃描部分—負責掃描按鍵狀態，並把掃描結果保存在緩衝區，以便控制板查詢。
開闢一個2位元組的按鍵緩衝區Key_buf[2]，每一位對應一個按鍵，例如規定Key_buf[0]的最低位對應S1……，Key_buf[0]的最高位對應S8，Key_buf[1]的最低位對應S9，其餘保留備用。
CY8C21534定時對按鍵進行掃描，並把去抖動後的結果保存在按鍵緩衝區，規定「1」為按鍵按下，「0」為按鍵抬起。
需要說明的是，按鍵是否按下，是通過讀CY8C21534內部寄存器的值來確定的，這與普通機械按鍵按下判斷電平高低是不同的。
與控制板通訊部分—負責接收控制板的顯示數據，同時接受控制板查詢按鍵狀態的指令，發出按鍵狀態數據。
通訊採用I2C接口，並且通用操作面板上的CY8C21534工作在從模式，控制板上的單片機I2C接口工作在主模式。
我們規定通訊協議如下：
寫顯示數據
先寫入地址(0xA2)。再依次寫入顯示數據1~顯示數據8，蜂鳴器狀態字節按照IIC協議模式，依次寫入上述10個字節即可。
顯示數據1~8分別對應COM1~8行，蜂鳴器狀態字節表示蜂鳴器是否鳴響，當最低位為1時，蜂鳴器鳴響，為0時停止鳴響，其餘的為保留備用。
讀按鍵狀態
先寫入地址(0xA3)，再依次讀出2個字節即可。
這部分程序的流程比較簡單，屬於CY8C21534內部功能，基本思路為：
I2C收到數據後會產生中斷，CY8C21534響應中斷後，判斷是寫入顯示數據還是讀按鍵狀態，如果是寫數據，則讀出I2C數據接收寄存器值，寫入對應顯示緩衝區Dis_buf[i]即可。全部接收完8個顯示數據，則把顯示緩衝區Dis_buf[i]的值轉入Dis_buf_out[i]，供顯示掃描程序用。
如果是讀按鍵狀態，則把按鍵狀態Key_buf[0]寫入發送寄存器，I2C模塊自動發出數據發送完一個，再寫入Key_buf[1]繼續發送。
應注意的幾個關鍵問題