MAX7219在發(fā)射顯示中的應(yīng)用

1　引　言

傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)電路占用的系統(tǒng)資源較多。若是動(dòng)態(tài)顯示，8位顯示驅(qū)動(dòng)電路一般由1片8255，4片5407構(gòu)成，不僅硬件資源占用多，而且需要由軟件定時(shí)刷新，軟件資源占用也不少；若是靜態(tài)顯示，8位數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)電路一般由8片54LS164構(gòu)成，硬件資源占用太多。現(xiàn)在，一片MAX7219便可完成8位數(shù)碼管的顯示驅(qū)動(dòng)任務(wù)。

MAX7219是一種串行接口的8位數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)器。它與通用微處理器只有3根串行線相連，最多可驅(qū)動(dòng)8個(gè)共陰數(shù)碼管或64個(gè)發(fā)光二極管。它內(nèi)部有可存儲(chǔ)顯示信息的8×8靜態(tài)RAM，動(dòng)態(tài)掃描電路，以及段、位驅(qū)動(dòng)器。
　　
它的特點(diǎn)有：串行接口的傳輸速率可達(dá)10MHz；獨(dú)立的發(fā)光二極管段控制；譯碼與非譯碼兩種顯示方式可選；數(shù)字、模擬兩種亮度控制方式；可以級(jí)聯(lián)使用。
　　
MAX7219的典型應(yīng)用如圖1所示。

2 MAX7219使用簡(jiǎn)介

MAX7219的內(nèi)部功能框圖如圖2所示。

MAX7219的數(shù)據(jù)輸入主要由三根輸入線完成。

它們分別是串行數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線與加載線。當(dāng)1個(gè)16位的數(shù)據(jù)從高位到低位依次輸入MAX7219后，在加載的上升沿將D7－D0送入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部寄存器。

MAX7219的輸入時(shí)序圖如圖3所示。

MAX7219的串行輸入數(shù)據(jù)格式，高位字節(jié)的高4位保留，低4位為片內(nèi)寄存器地址；低位字節(jié)為8位數(shù)據(jù)。

MAX7219的內(nèi)部寄存器地址分配如表1所示。

此外，MAX7219的RSET值與段電流及LED的驅(qū)動(dòng)電壓有關(guān)，應(yīng)按表2選擇。（RSET是ISET端的外接電阻，單位kΩ）
　　
為使MAX7219能夠正常工作，必需在使用前對(duì)其進(jìn)行初始化。MAX7219的軟件初始化框圖略。
　　
正常顯示時(shí)的程序十分簡(jiǎn)單，只需向內(nèi)部寄存器地址X1～X8H寫入相應(yīng)的顯示值即可。

3　MAX7219在發(fā)射顯示中的應(yīng)用
　　
隨著新技術(shù)的不斷運(yùn)用，雷達(dá)的發(fā)射部分變得越來越復(fù)雜，需要指示的內(nèi)容 也越來越多。發(fā)射部分中相當(dāng)數(shù)量的狀態(tài)顯示需要用到數(shù)碼管和發(fā)光二極管等器件，但原先的電路使用的芯片多，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管與發(fā)光二極管的數(shù)量少，所以必需尋找一種集成度高，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)的芯片來取代原先的電路，MAX7219就是其中一個(gè)很好的選擇。
　　
圖4就是MAX7219在目前發(fā)射顯示中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。

在圖5中，8位51單片機(jī)與MAX7219組成了一個(gè)數(shù)碼管或發(fā)光二極管的顯示系統(tǒng)。其中單片機(jī)的P1．0作為串行數(shù)據(jù)線，P1．1作為數(shù)據(jù)加載控制線，P1．2作為時(shí)鐘線。由單片機(jī)向MAX7219輸送信息的工作流程描述如下：

       （1）將P1．1置“低”；

       （2）將P1．0置成與“D15”相同的狀態(tài)；
　　
       （3）將P1．2先 置“低”，再置“高”，產(chǎn)生1個(gè)移位脈沖將“D15”移入MAX7219；
　　
       （4）重復(fù)過程（2）（3）將“D14～D0”移入MAX7219；

       （5）將P1．1置“高”，將“D7～D0”送入MAX7219片內(nèi)相應(yīng)的寄存器。

過程（1）～（5）用軟件實(shí)現(xiàn)非常方便，可以由專門的子程序來完成。此外，對(duì)MAX7219各控制寄存器和位寄存器賦值也可方便地由循環(huán)程序來完成。因?yàn)镸AX7219有自動(dòng)的動(dòng)態(tài)刷新功能，所以賦值完畢后，單片機(jī)不必對(duì)它有其它的操作（如定時(shí)刷新），這就大大減輕了單片機(jī)的工作負(fù)擔(dān)。
　　
如果在實(shí)際工作中需要驅(qū)動(dòng)的數(shù)碼管個(gè)數(shù)大于8個(gè)，或需要驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管個(gè)數(shù)大于64個(gè)，可以用多片MAX7219的級(jí)連來實(shí)現(xiàn)，即將一片MAX7219的串行數(shù)據(jù)輸出與下一片MAX7219的串行數(shù)據(jù)輸入相連，時(shí)鐘信號(hào)與加載信號(hào)多片復(fù)用，圖6就是一個(gè)MAX7219級(jí)連驅(qū)動(dòng)16個(gè)共陰數(shù)碼管的例子。

4　結(jié)束語(yǔ)
　　
經(jīng)過多個(gè)產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用，證明MAX7219是一種非常好的共陰數(shù)碼管及發(fā)光二極管顯示驅(qū)動(dòng)芯片。它與微處理器只有3根連線，印制板走線簡(jiǎn)單，占用系統(tǒng)軟、硬件資源少。它適用范圍廣，通過改變RSET的阻值，可適用于驅(qū)動(dòng)電壓為1．5V～3．5V，驅(qū)動(dòng)電流為10mA～40mA的所有發(fā)光二極管。它擴(kuò)展能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)多片的級(jí)連。由于MAX7219具有較多優(yōu)點(diǎn)，所以今后它的應(yīng)用將越來越廣泛。