串行LED显示驱动器MAX7219及其应用

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摘　要　阐述了新型显示驱动芯片MAX7219的基本工作原理和软件设计方法。该芯片功能强大、编程简单、控显可靠，可广泛用于工业控制器等方面的数码显示驱动。 关键词　显示驱动器　串行发送　MAX7219 　1 概　述MAX7219是美国MAXIM公司生产的串行输入／输出共阴极显示驱动器。该芯片可直接驱动最多8位7段数字LED显示器，或64个LED和条形图显示器。它与微处理器的接口非常简单，仅用3个引脚与微处理器相应端连接即可实现最高10MHz串行口。MAX7219的位选方式独具特色，它允许用户选择多种译码方式译码选位，而且，每个显示位都能个别寻址和刷新，而不需要重写其他的显示位，这使得软件编程十分简单且灵活。另外，它具有数字和模拟亮度控制以及与MOTOROLA SPI，QSPI及MATIONAL MICROWIRE串行口相兼容等特点。2 引脚说明该芯片采用24脚DIP和SO封装，工作电压4.0～5.5V，最大功耗1.1W。引脚说明见表1。3 基本工作原理及使用方法MAX7219与8031单片机连接采用三线串行接口，典型应用电路如图1。对于MAX7219，串行数据是以16位数据包的形式从Din脚串行输入，在CLK的每一个上升沿一位一位地送入芯片内部16位移位寄存器，而不管Lout脚的状态如何。Load脚必须在第16个CLK上升沿出现的同时或之后，但在下一个CLK上升沿之前变为高电平，否则移入的数据将丢失。操作者只需编程发送16位数据包，就能简单地操作LED的位选以及段选，设置和改变MAX7219的工作模式。16位数据包的数据格式如下：其中：D7～D0：8位数据位，D7最高位，D0为最底位；　D11～D8：4位地址位；　D15～D12：无关位，通常全取1。MAX7219通过D11～D84位地址位译码，可寻址14个内部寄存器，分别是8个LED显示位寄存器，5个控制寄存器和1个空操作寄存器。LED显示寄存器由内部8×8静态RAM构成，操作者可直接对位寄存器进行个别寻址，以刷新和保持数据，只要V＋超过2V（一般为＋5V）。控制寄存器包括：译码模式，显示亮度调节，扫描限制（选择扫描位数），关断和显示测试寄存器。 MAX7219的驱动程序首先必须对5个控制寄存器初始设置即初始化，各控制寄存器设置含义如下：译码模式选择寄存器（地址＝F9H）；共有4种译码模式供选择，当数据位全0时选择“非译码方式”。在此方式下，8个数据位分别一一对应7个段和小数点。通常选择此方式。扫描限制寄存器：地址＝FBH；用于设置显示的LED个数（1～8），当D2D1D0＝111、D7D6D5D4D3无关时，可接8个LED管。亮度调节寄存器：地址＝FAH；共有16级选择，用于LED显示亮度的强弱设置。关断模式寄存器：地址＝FCH；有两种模式选择：一种是关断状态模式（D0＝0）；一种是正常操作状态（D0＝1），通常选择正常操作状态。显示测试寄存器：地址＝FFH；有两种选择用于设置LED是测试状态还是正常操作状态：当在测试状态时（D0＝1）各位全应亮，一般选择正常操作状态（D0＝0）。4 应用举例结合典型应用电路，编程实现8位从左到右显示HELLOYOU。4.1 初始化在此需特别说明一点，由于MAX7219内部16位寄存器的位号与从Din发送来的串行数据的位号刚好相反，所以数据在发送以前必须进行颠倒，即D0变成D15，D1变成D14．．．．．．　　4.2　软件设计在单片机RAM中建立一个LED显示缓冲区，显示缓冲区首地址为30H，末地址为45H，分别对应各显示位的位地址和段码，用程序控制数据以16位数据包的形式串行送入。　 在程序设计时，只要将30H～45H单元的内容通过串行口发送即可。由于MAX7219能对LED显示位进行位寻址，所以发送数据时既可以只对需要改变的某一位或几位发送，也可以一次发送8组数据，对芯片所驱动的LED全部刷新，但不需要改变的位只是把原来的内容重发一次，这完全由程序控制，以下给出每次发送8组数据的程序。当串行口把8位数码串行移位输出后，TI置1，可把TI作为状态查询标志。 显示子程序清单：DISP：MOV　SCON，＃00H；串行口方式0工作　　　CLR　ES；禁止串行中断　　DISP1：CLR　P1．0；LOAD变低　　　　　MOV　R0，30H；显示缓冲区首址　　　MOV　R1，＃0FH；设置8位显示　　DISP2：MOV　SBUF，＠R0；串行输出　　　JNB　TI，＄；状态查询　　　INC　R0　　　DJNZ　R1，DISP2　　　SETB　P1．0；LOAD变高　　　NOP；延时　　　NOP　　　CLR　TI；请发送中断标志　　　RET；返回参考文献1　MAXIM NEW RELEASESDATA BOOK［DB］．1998