VFD显示驱动和控制芯片TP6312F在电磁炉显示电路中的应用

　　真空荧光显示屏VFD(Vacuum Fluorescent Display)是1966年日本发明的一种自发光平板显示器件，现已在工业、商业特别是家用电器数字化产品领域得到了广泛应用。VFD是一种特殊变体的三级真空管，其电子从负极(灯丝)发射出来，通过栅网加速后撞击正极表面附着的磷光体从而发光。VFD的主要性能是：自动发光、高清晰度和高亮度显示、低压操作、低功耗、可靠且使用寿命长、有从红色到蓝色多种色彩(使用滤色器可获得更多色彩)、宽视角、反应速度快等。现在市面上的电磁炉大多采用数字LED显示，也有的采用字段LCD显示屏，笔者开发的首款电磁炉采用的就是图形点阵LCD显示屏，但考虑到成本、显示亮度及电磁炉本身的强电流、强磁场等因素和VFD的诸多特点，最终选择VFD作为电磁炉显示屏。

　　1 TP6312F控制/驱动芯片

　　1.1 TP6312F的组成及功能

　　TP6312F是TOPRO(台湾凌越科技)公司生产的VFD专用控制/驱动器，可完成段节式VFD器件的控制与驱动。该器件为44脚LQFP封装，有11个段(阳极)输出脚、6个位(栅极)输出脚、5个段/位(阳极/栅极)两用输出脚、4位开关量输入脚、4位LED驱动脚以及4×6键盘输入脚。TP6312F内含1个显示RAM、2个4位锁存器、1个亮度控制电路、键值数据RAM及键盘扫描电路，可通过3线或4线串口与MCU进行连接。MCU可以通过串行接口将数据写入显示RAM和LED驱动锁存器，也可以从键值数据RAM和开关量输入锁存器中读出内容。

　　1.2 TP6312F的控制命令

　　TP6312F具有显示模式设置、数据设置、显示存储器地址设置和显示控制设置命令等4条命令，其具体格式如图1所示。由图1可见，通过显示模式设置命令可使TP6312F匹配不同结构的VFD显示屏。在显示存储地址设置命令中，地址的取值范围为00H～15H，大于15H的取值被视为无效;通过执行显示模式设置命令，系统显示会被强行关闭，此时要恢复显示，必须执行一次显示控制设置命令。在向LED端口写数据、读键值数据、读SW数据时，系统并未涉及特定存储单元的地址，而是通过数据设置命令来获得其结果，执行完数据设置命令后，即可将其存储到指定的存储单元或将指定存储单元的内容写到TP6312F中。

　　2 电磁炉显示系统设计

　　2.1 系统的硬件组成

　　电磁炉的前面板电路由微控制器W78E58B、

VFD驱动电路TP6312F、电磁炉VFD显示器件及一些分立器件组成。该系统电路如图2所示。其中W78E58B是Winbond公司的微处理器，电磁炉VFD具有4个栅极Pin4～Pin7　和16Pin9～Pin24　个阳极。W78E58B和TP6312F采用三线制接法，W78E58B的P1.0和CS相连，P1.1和CLK相连，P1.2则和DI、DO相连。因DO口为N沟道开漏输出，故需接上拉电阻R7以形成数字电平信号。TP6312F内置OSC，其振荡频率由R1决定，R1的典型值为56kΩ。