MAX7219 LED顯示芯片的應用

摘要:該文講述了MAX7219芯片在單片機系統中的應用，包括MAX7219芯片的簡介、原理和應用電路的軟硬件設計，為單片機系統中大量的LED顯示提供了一種思路和方法，能有效的解決多LED顯示占用單片機資源過多的問題。

關鍵詞:單片機系統;MAX7219;LED

中圖分類號:TP368.2文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)11-2797-02

The Application of MAX7219 LED Display Clip

JIA Xin-Yu， JIAO Yang， GUO Hui

(Air Force Aviation University， Changchun 130022， China)

Abstract: It narrates the application of MAX7219 clip in， simultaneity introduces the brief and principle of MAX7219 clip， soft and hardware design of application circuit. It provides a means of LED display in the Single Chip Micyoco System， which can solve effectively the problem of many LED display engrossing overabundance resource.

Key words: single chip; micyoco system; MAX7219; LED

在傳統的顯示數碼管LED驅動電路中，如果顯示信息量較大時，電路變得復雜而且也會占用很多系統資源;如以動態循環掃描方式來驅動LED，更需要占用大量的單片機運算時間，使得單片機有限的軟件資源更加匱乏。MAX7219芯片的推出則改變了這種狀況。

MAX7219是MAXIM公司的7段共陰極LED數碼管驅動器，每一片MAX7219最多可驅動8位LED，且集BCD碼譯碼器、多路掃描器、段驅動和位驅動電路于一體，內含8×8位雙口靜態SRAM，可保存8位LED數據，不僅使用方便，連線簡單，而且還可串聯，大大簡化了硬件電路設計，減少軟件的工作量。該芯片以三線串行接口與單片機連接，其接口的傳輸速率可達10 MHz，有獨立的發光二極管段控制，譯碼與非譯碼兩種顯示方式可選，數字、模擬兩種亮度控制方式，可以級聯使用，采用1片MAX7219便可完成8位數碼管的顯示驅動任務。

1 MAX7219的原理

DIN為串行數據輸入端，當CLK為上升沿時，數據載入16位內部移位寄存器;CLK為串行時鐘輸入端，最大工作頻率為10 MHz;MAX7219的三線串行接口，命令與數據組成16位字串，從DOUT引腳輸出，當每一個CLK脈沖上升沿到來時，串行數據從DIN引腳進入MAX7219內部移位寄存器，最先收到的是高位。在第16個CLK上升沿，LOAD引腳若變為高電平，則數據就會被鎖存到內部寄存器中，再過半個脈沖，數據在CLK下降沿從DOUT引腳輸出。LOAD為片選端，當LOAD為低電平時，該器件接收來自DIN的數據，接收完畢，LOAD返回高電平時，接收的數據將鎖定;DIG0～DIG7為吸收顯示器共陰極電流的位驅動線，其最大值可達500mA，在關閉狀態時，輸出+V;SEGA～SEGG和DP為驅動顯示器7段及小數點的輸出電流，約40mA，可軟件調整，關閉狀態時，接入GND;DOUT為串行數據輸出端，通常可直接接入下一片MAX7219的DIN端，使多片MAX7219級聯，以便驅動更多的LED。

MAX7219有14個可尋址命令寄存器，其中8個是位驅動寄存器，6個是狀態寄存器，它提供了段選碼和BCD解碼兩種方式。當解碼方式的寄存器數據位都設為1時，為BCD解碼方式;當其都設為0時，為段選碼方式。工作在解碼方式時，LED可顯示數字0~9及“-”，“E，F，H，L，P”等字符和空顯示。寫寄存器時，只要在對應數據位的低4位寫入“0H”～“FH”即可，與數據位的高4位無關。按數據位的最高位設定小數點狀態，則置1點亮小數點，否則為0。段選碼方式是通過將數碼管對應數據位寫“1”來使該段點亮的。

MAX7219還有6個狀態寄存器。通過亮度寄存器控制LED的亮度，該軟件亮度控制可替代硬件限流亮度控制。掃描限制寄存器用于控制掃描頻率。停機寄存器控制MAX7219的工作狀態，當該寄存器的數據格式為“×0”時，進入關閉狀態，但可接受測試控制寄存器控制;當該寄存器的數據格式為“×1”時，進入正常工作狀態。若顯示測試寄存器為“×0”時，則顯示驅動器進入正常工作狀態;若顯示測試寄存器為“×1”時，則顯示驅動器進入測試狀態。此時，LED應處于全亮狀態。空操作寄存器用于MAX7219串聯時只改變MAX7219驅動的某個LED，但不改變其他顯示區。。MAX7219初始化和LED顯示時，在對MAX7219的每一個寄存器傳送數值時，都要調用一次顯示子程序，因此應及時使SPI的復位位清零，以保證新的發送正常。當每一次寄存器接收數值后，都要取消MAX7219片選，以鎖存接收到的數值。

2 MAX7219在單片機系統的應用

MAX7219與單片機系統的硬件連接如圖1所示，其C語言參考程序代碼如下:

void Write7219(unsigned char address，unsigned char dat)

{unsigned char i;

LOAD=0;//拉低片選線，選中器件

//發送地址

for (i=0;i<8;i++)//移位循環8次

{CLK=0;//清零時鐘總線

DIN=(bit)(address0x80); //每次取高字節

address<<=1; //左移一位

CLK=1;//時鐘上升沿，發送地址}

for (i=0;i<8;i++)

{CLK=0;

DIN=(bit)(dat0x80);

dat<<=1;

CLK=1; //時鐘上升沿，發送數據}

LOAD=1; //發送結束，上升沿鎖存數據}

void Initial(void)

{Write7219(SHUT_DOWN，0x01); /

Write7219(DISPLAY_TEST，0x00);

Write7219(DECODE_MODE，0xff);

Write7219(SCAN_LIMIT，0x07); //8只LED全用

Write7219(INTENSITY，0x04;//設置初始亮度}

以上程序是操作1片MAX7219芯片的程序，如級聯更多芯片，則在向n片MAX7219傳輸數據時，需要時鐘的個數由最后一個器件的序號確定，即n×16;在傳輸數據時，可向n片MAX7219或其中某幾片MAX7219的某一存儲單元傳輸數據，也可單獨給某一MAX7219的某一存儲單元傳輸數據，傳輸數據的順序是最后一個器件的數據在前，其余依序類推。

3 結論

MAX7219是高性能的LED顯示驅動器，它的主要特點是占用CPU的I/O口線少(3根)，可以把幾塊MAX7219連起來使用(最多8塊)，它占用的I/O口線還是不變(3根)，這對于那些要求占用的I/O口線少，LED顯示位數多的顯示設計中特別適用。

參考文獻:

[1] 劉漢民.LED顯示驅動器MAX7219的單片機接口技術及編程[J].儀表技術與傳感器，2002(4).

[2] 黃小兵，王立琦.串行LED顯示驅動器MAX7219[J].電測與儀表，2000，37(12).