MAX7219與51單片機的駁接

MAX7219是一種高集成化的串行輸入/輸出的共陰極LED顯示驅動器。每片可驅動8位7段加小數點的共陰極數碼管，可以數片級聯(lián)，而與微處理器的連接只需3根線。MAX7219內部設有掃描電路，除了更新顯示數據時從單片機接收數據外，平時獨立工作，極大地節(jié)省了MCU有限的運行時間和程序資源。

MAX7219芯片上包括BCD譯碼器、多位掃描電路、段驅動器、位驅動器和用于存放每個數據位的8×8靜態(tài)RAM以及數個工作寄存器。通過指令設置這些工作寄存器，可以使MAX7219進入不同的工作狀態(tài)。

1　管腳說明

圖1是MAX7219的管腳分布圖。其中：

(1)DIN　為串行數據輸入端。當CLK為上升沿時，數據被載入16 b內部移位寄存器。

(2)CLK　為串行時鐘輸入端。其最大工作頻率可達10 MHz。

(3)LOAD　為片選端，當LOAD為低電平時，芯片接收來自DIN的數據，接收完畢，LOAD回到高電平時，接收的數據將被鎖定。

(4)DIG0～DIG7　為吸收顯示器共陰極電流的位驅動線。其最大值可達500 mA，關閉狀態(tài)時，輸出＋VCC。

(5)SEGA～SEGG，DP　為驅動顯示器7段及小數點的輸出電流，一般為40 mA左右，可軟件調整，關閉狀態(tài)時，接入GND。

(6)DOUT　為串行數據輸出端，通常直接接入下一片MAX7219的DIN端。

2　操作指令

MAX7219有5個工作狀態(tài)寄存器，分別是譯碼方式選擇、亮度調節(jié)、掃描位數設定、待機開關、顯示器檢測。除空指令外，7219的所有操作指令都是2個字節(jié)，前一個是操作代碼，后一個是操作數。下面用十六進制數對控制命令加以說明。

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2．1　譯碼方式選擇

操作代碼為“09H”，操作數為“0”或“0FFH”。選中“0”則不使用BCD譯碼器，在顯示數字或符號時，按每段點亮與否編排傳送碼。而選中 “0FFH”時，則按8421標準二進制編碼來代表相應的顯示數字，如表1所示。需要說明的是，無論譯碼與否，表1中操作數的最高位D7均為小數點，“1”為亮，“0”為滅，所以表1中所列是小數點不亮時的操作數。

2．2　亮度調節(jié)

操作代碼為“0AH”，操作數如表2所示。

這個指令可以用來調節(jié)顯示器的亮度，改變其操作數可以改變MAX7219內部掃描脈沖的寬度，從而使電流的平均值有所變化，這個電流平均值可以從最小的1/32至最大的31/32之間進行16級調節(jié)。

MAX7219還提供了一種硬件調整顯示器亮度的方式，即通過第18管腳的ISET和＋VCC之間跨接的一個電阻來調節(jié)其亮度，段驅動平均電流大約為流過此電阻電流的100倍，實際應用中常用十幾kΩ的電阻直接接入即可。

2．3　掃描位數設定

操作代碼為“0BH”，操作數如表3所示。

如果所用的顯示器少于8位，則應通過這條指令設置相應的位數。因為設置的位數如果比實際使用的位數大，就會形成“虛位”，而一旦對“虛位”進行操作，將會引起整個顯示器的混亂，這是需要加以注意的。

另外，掃描位數的設置，會影響到掃描頻率的變化，相應地，顯示器亮度也會隨著變化，所以應先確定掃描位數，再設置顯示器亮度。

2．4　待機開關

操作代碼為“0CH”，操作數為“0”或“1”。

操作數為“0”，則顯示器不工作(滅燈)，反之，顯示器正常工作。待機狀態(tài)下，7219的工作電流僅為150μA。

2．5　顯示器檢測

操作代碼為“0FH”，操作數為“0”或“1”?！　?/p>

選擇操作數為“1”時，可點亮整個顯示器，通常用來檢查數碼管及連接電路是否存在故障。檢測時，不會改變各位原有的顯示數據，即檢測完畢后，再送入不檢測指令“0”，又可恢復顯示原數據。

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2．6　位操作指令

位操作指令就是對8個數碼管顯示內容的操作，也是2個字節(jié)，第1個字節(jié)是位的代碼，如表4所示，第2個字節(jié)則根據譯碼方式的選擇，來使用表1中的編碼。

需要說明的是，上述所有指令的輸入，不分先后(但每個指令2個字節(jié)的秩序不能顛倒)。通常，前5條指令一般在上電初始化程序中加以設置，而在工作程序中，僅使用位操作指令即可。另外，MAX7219上電時，譯碼方式、亮度調節(jié)、掃描位數、待機開關、顯示檢測等5 個控制寄存器全部歸零。

3 與單片機的連接

3．1　與單片機任意3個端口連接的方式

假定按圖3所示方法連接。

MAX7219每次接收2個字節(jié)，高位在先，其指令可編寫為：　　

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3．2　用單片機的串行接口

如果將MAX7219的DIN接入單片機的RXD，CLK接入TXD，LOAD選任一口線，則可通過單片機串行口對MAX7219像對其他設備一樣按模式0進行發(fā)送操作。但由于串行口數據緩沖寄存器SBUF為右移發(fā)送，所以MAX7219的所有命令和操作數與第一種方式相比均應反轉，見表5～9。注意表 6中操作數的最低位D0為小數點。

4　MAX7219的多片級聯(lián)

MAX7219可以多片級聯(lián)，只需將上一片的DOUT連接下一片的DIN即可，CLK和LOAD線全部公用，連在一起。

在多片級聯(lián)時，對MAX7219的操作指令要注意LOAD信號的起止點，操作開始時，LOAD下降為低電平，按照每片MAX7219兩個字節(jié)，如果有N片，則

發(fā)送2N個字節(jié)后，LOAD上升為高電平。還需注意的是，先發(fā)送的指令將到達級聯(lián)的最后一片。

還有一條專為MAX7219多片級聯(lián)設置的一條空操作指令，操作代碼為“00H”。當不希望對級聯(lián)中的某片或某幾片MAX7219進行操作時，就可以用空操作指令跳過這片或這幾片。例如，如果4個7219串聯(lián)，為了寫入第4個芯片，要在3個空操作指令碼后發(fā)送2個字節(jié)的指令，當LOAD升為高電平時，數據被鎖存到所有設備，前3個芯片收到的是空操作命令，而第4個收到預期的數據。

參考文獻
[1] Serially Interfaced.8 - Digit LED display　drivers．