下载文档原格式
《自动化技术与应用》２００９年第２８卷第１０期Techniques of Automation & Applications | 121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Ｄｏｕｔ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［３］： 经验交流Technical Communications显示驱动芯片MAX7219在单片机中的应用王喜军，姜 军，孙福东，贾云婷（辽河油田总机械厂自动控制研究所，辽宁 盘锦 １２４２０９）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。
并且运用Ｐ１８高端系列的单片机进行程序测试。
关键词：ＳＰＩ；ＭＡＸ７２１９；单片机中图分类号：ＴＰ２１６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２００９）１０－０１２１－０３The MAX7219 Display Driver Chip for MCUWANG Xi-jun, JIANG Jun, SUN Fu-dong, JIA Yun-ting( The Automatic Control Research Institute of LiaoHe Petroleum Exploration Bureau Ceneral Machinery Plant, PanJin 124209 China )Abstract: This paper introduces the software design of the display driver chip MAX7219. An application example is also presented.Key word: SPI; MAX7219; Single-chip收稿日期：２００９－０４－０１１ 引言ＭＡＸ７２１９是美国ＭＡＸＩＭ公司生产的串行输入／输出共阴极显示驱动器。
摘要：介绍８位串行ＬＥＤ显示驱动￣ＭＡＸ７２１９的特性，并给出了单片机系统中ＭＡＸ７２１９与ＭＣＳ--５１的硬件接口设计，以及相应的软件流程图和编程实现。
关键词：ＭＡＸ７２１；单片机；显示电路单片机系统通常需要有ＬＥＤ对系统的状态进行观测，而很多工业控制用单片机ＦＩＭＣＳ51系列本身并无显示接口部分，需要外接显示的译码驱动电路。
在ＭＣＳ51单片机的控制系统中，采用ＭＡｘＩＭ公司的ＭＡＸ７２１９构成显示接口电路，仅需使用单片机３个引脚，即可实现对８位ＬＥＤ数码管的显示控制和驱动，线路简单，控制方便。
１ＭＡｘ７２１９与单片机的连接ＭＡＸ７２１９与ＭＣＳ一５１单片机连接时可根据具体的系统要求和系统资源占用情况选用２种驱动方式：串行口移位驱动ＭＡＸ７２１９或Ｉ／０口模拟三线协议时序驱动ＭＡＸ７２１９。
通常单片机系统的串口要用作其他用途，比如和上位机联机通信等。
故本系统利用单片机的Ｉ／Ｏ口来模拟ＭＡＸ７２１９的时序，应用电路如图１所示。
其中，Ｐ２．０作串行数据输出，连接￣ＩＤＩＮ端，Ｐ２．１和Ｐ２．２连扫描电路选通某字时，相引脚ＤＩＧ×为低电平。
显示接至ＣＬＫ和ＬＯＡＤ，通过程序分别模拟ＭＡＸ７２１９的时钟数据串行输入ＭＡＸ７２１９，移位存入数字寄存器，片内多脉ＣＬＫ及数据加载ＬＯＡＤ信号。
ＩＳＥＴ管脚接ｌ０ｋＱ电阻路扫描电路顺序扫描，分时选通各字，被选通字的引脚用于限定峰值段电流。
置为低电平，ＬＥＤ发光显示数字，未选通的字引脚保持本系统的设计中，只需要５个ＬＥＤ，所以ＤＩＧ５～ＤＩＧ７高电平。
未用悬空。
显示电路中，所有ＬＥＤ显示器的同名段（ａ～ｆ，系统设计中，应用ＭＡＸ７２１９芯片时需要注意如下ｄｐ）连接在一起并与ＭＡＸ７２１９的同名段引脚（ＳＡ～ＳＧ，几个关键问题：ＳＤＰ）Ｈ连，各ＬＥＤ显示器的共阴极分别与ＭＡＸ７２１的相（１）３根信号线。
应字引脚（ＤＩＧ０一ＤＩＧ４）相连，以实现位选，当ＭＡＸ７２１９在强干扰环境中，如大功率电机的启停或高压发生过程中，干扰源可能通过供电电源或３根信号线串入显示电路，造成显示器的不稳定，从而出现段闪烁、显示不全、甚至全暗或全亮的现象。
（一）、MAX7219 MAX7219是一种串入、并出的共阴极LED数码管显示驱动器，每片可驱动8位LED数码管显示，与单片机的接口只需3根线，内带BCD译码器，及显示测试、移位、锁存器等，输出电流达40mA，外围只需一只亮度调整电阻。
MAX7219引脚图1、引脚功能说明DIN：串行数据输入端，CLK的上升沿时数据被载入内部16位移位寄存器中CLK：串行时钟输入端，最高工作频率可达10MHz LOAD：片选端，低电平接收DIN端的数据，高电平时数据被所存DIG0~7：LED的位控制端A~DP：LED 的端控制端DOUT：串行数据输出端，用于芯片的级联ISET：硬件亮度调整端，在该引脚与VCC之间跨接一个电阻，LED的亮度即可通过该电阻来调节，流过LED的段驱动平均电流为流过此电阻电流的100倍,此电阻值范围为：10~80K之间。
2、内部寄存器说明A、译码方式选择寄存器地址：09H 赋值：FFH 表示使用MAX7219内部的BCD译码器00H 表示不使用MAX7219内部的BCD译码器B、亮度调节寄存器地址：0AH 赋值：00H~0FH 可改变MAX7219所驱动的LED的亮度，其变化范围在1/32~31/32之间C、扫描位数设定寄存器地址：0BH 赋值：00H 所有位不显示01H~07H 依次对应于1~8位及前面位全部显示（即需显示的位应为“1”）D、待机模式开关寄存器地址：0CH 赋值：00H LED全灭01H LED正常显示E、显示器测试寄存器地址：0FH 赋值：00H LED为正常显示状态01H LED测试状态，即LED全亮F、8位LED显示数据寄存器地址：01H~08H 对这些寄存器赋值（即需显示的内容），就会在对应的1~8位LED数码管上显示出来3、使用注意事项由于电源中杂波或附近的电磁等干扰信号，使MAX7219在上电后不显示或乱显示；为了消除这种现象应在MAX7219的VCC端与地之间接一只104pf的瓷片电容，在LOAD端于地之间接一只10K的电阻。
Max7219驱动程序一般的MCU因IO脚驱动能力不够，再加之MCU IO口资源有限，产品开发中通常是通过专门的驱动IC来驱动数码管。
7.1 学会看DatasheetMAX7219就是一款可以同时驱动8个数码管的IC。
下图是其引脚图及典型应用电路：我们的CPU只须三根线就可以控制MAX7219，这三根线是：DIN(第一脚)，CS(第12脚)，CLK（第13脚）。
DIN是数据输入脚，我们要显示的数据就是通过这根线发送到MAX7219的；CS是片选脚，MCU通过把该脚电平拉低来选中MAX7219，或者说MAX7219通过判断该引脚是否为低电平来使能该芯片。
CLK是时钟引脚，该时钟频率是MCU给到MAX7219的，MCU与7219之间的通信频率就根据该信号做基准。
7.2 MAX7219数据格式我们要让8个数码管显示"12345678"，这个过程是怎么实现的呢？首先，要搞清楚MAX7219的数据格式，看图：MAX7219是以16位数据接收和发送的，也就是MCU传给MAX7219的数据必须是16位。
下面分析这16位数据格式：D15~D12为X：表示可以为任意值，因为这四位MAX7219目前还用不到。
D11~D8为ADDRESS：表示MAX7219的地址。
D7~D0为DATA，并且位7为高位(最先发送)，位0位低位(最后发送)。
也就是当MCU向MAX7219发送一个16位数据时，其中的D11~D8表示选择MAX7219哪个地址，即数据D7~D0是送到该地址的。
7.3 地址译码MAX7219可以挂8个数码管，MCU是怎么把数据显示到指定的数码管的呢？这就要理解MAX7219的地址译码原理。
下图为MAX7219的地址映射图：D15~12以X表示，代表可为0，也可为1。
Digit0~7对应到8个数码管的地址。
Decode Mode：解码模式寄存器，其地址用16进制表示为0x09；Intensity：亮度调节寄存器，其地址用16进制表示为0x0A；Scan Limit：扫描范围寄存器，其地址用16进制表示为0x0B；Shutdown：省电模式，其地址用16进制表示为0x0C；Display Test：测试寄存器，其地址用16进制表示为0x0F；如果，我们要让第一个数码管显示，那么我们这里送到MAX7219的16位数据中的D11~8应该为0001。
8位串行接口数码显示驱动器MAX7219及其应用潍坊高等专科学校 王瑞兰LED数码管的应用已十分广泛，用于数码管显示的驱动电路种类较多，但大致可分为静态显示驱动和动态扫描显示驱动两大类别。
本文所要介绍的MAX7219芯片就是 用于动态扫描显示驱动的芯片。
该芯片的特点是利用一块芯片就能完成8位字数据和8位线数据的驱动,使得电路紧凑。
多芯片级联时，采用串行输入输出，可节省CPU的口线和接口芯片。
与数码管联接时无需限流电阻，8位显示的电流可通过一个外部电阻进行调节。
显示亮度也可通过程序进行控制。
片内具有，可以对输入的数据先进行译码再驱动输出，也可以将输入的数据直接驱动。
一、管脚功能MAX7219采用24管脚DIP和SO两种封装形式，管脚排列如图1所示，各引脚功能见表1。
二、MAX7219内部结构MAX7219的内部功能框图如图2所示。
16位移位寄存器所存数据为D0~D15，见表2。
D8~D11为寄存器地址，D0-D7为数据，D12-D15为不关心位。
片内有14个寄存器，其中8个数据寄存器，寄存着与DIG 0-DIG 7对应的显示数据，地址依次为×1H-8H；6个控制寄存器，即译码控制寄存器(Decode Mode)、显示亮度控制寄存器(Intensity)、扫描频率限制寄存器(Scan Limit)、消隐控制寄存器(Shutdown)、显示测试寄存器Display Test)及无操作寄存器(No-Op)，其地址依次为×9H-CH、×FH、×0H。
数据寄存器为8×8双指针SRAM。
因为各寄存器可直接寻址，所以寄存器的数据可分别进行修改。
寄存器的数据可以保存到电源电压降低到2V。
三、控制寄存器1. Shutdown 寄存器Shutdown 寄存器写入×××××××0B数据时，将呈现消隐状态。
Protues仿真51单片机+MAX7219循环显示0-9仿真电路代码：void delayms(unsigned int ms);//声明毫秒延时函数/********************************************************** **************I/O定义*********************************************************** **************/sbit DIN=P0^0;//MAX7219 DIN引脚sbit LOAD=P0^1;//MAX7219 Load引脚sbit CLK=P0^2; //MAX7219 CLK引脚/********************************************************** **************指令函数*********************************************************** **************/void Command(uchar add,uchar dat){uchar ADS,i,j;CLK=0;LOAD=0;DIN=0;i=4;while(i<16){if(i<8){ADS=add;}else{ADS=dat;}for(j=8;j>=1;j--){if((ADS&0x80)==0){DIN=0 ;}else{DIN=1;}ADS=ADS<<1;CLK=1;CLK=0;}i=i+8;}LOAD=1;}/********************************************************** **************主函数*********************************************************** **************/void main(void){uchar d=0;Command(0x0c,0x01);//工作模式--常规模式Command(0x0b,0x07);//扫苗模式--7个数码管Command(0x0a,0x05);//亮度模式--11/32Command(0x09,0xff);//译码模式--7段数码管while(1){for(d=0;d<10;d++){switch(d){case0:Command(0x01,0x00);Command(0x02,0x01);Command(0x03,0x02);Co mmand(0x04,0x03);Command(0x05,0x04);Command(0x06,0x05);Comm and(0x07,0x06);Command(0x08,0x07);break;case1:Command(0x01,0x01);Command(0x02,0x02);Command(0x03,0x03);Co mmand(0x04,0x04);Command(0x05,0x05);Command(0x06,0x06);Comm and(0x07,0x07);Command(0x08,0x08);break;case2:Command(0x01,0x02);Command(0x02,0x03);Command(0x03,0x04);Co mmand(0x04,0x05);Command(0x05,0x06);Command(0x06,0x07);Comm and(0x07,0x08);Command(0x08,0x09);break;case3:Command(0x01,0x03);Command(0x02,0x04);Command(0x03,0x05);Co mmand(0x04,0x06);Command(0x05,0x07);Command(0x06,0x08);Comm and(0x07,0x09);Command(0x08,0x00);break;case4:Command(0x01,0x04);Command(0x02,0x05);Command(0x03,0x06);Co mmand(0x04,0x07);Command(0x05,0x08);Command(0x06,0x09);Comm and(0x07,0x00);Command(0x08,0x01);break;case5:Command(0x01,0x05);Command(0x02,0x06);Command(0x03,0x07);Co mmand(0x04,0x08);Command(0x05,0x09);Command(0x06,0x00);Command(0x07,0x01);Command(0x08,0x02);break;case6:Command(0x01,0x06);Command(0x02,0x07);Command(0x03,0x08);Co mmand(0x04,0x09);Command(0x05,0x00);Command(0x06,0x01);Comm and(0x07,0x02);Command(0x08,0x03);break;case7:Command(0x01,0x07);Command(0x02,0x08);Command(0x03,0x09);Co mmand(0x04,0x00);Command(0x05,0x01);Command(0x06,0x02);Comm and(0x07,0x03);Command(0x08,0x04);break;case8:Command(0x01,0x08);Command(0x02,0x09);Command(0x03,0x00);Co mmand(0x04,0x01);Command(0x05,0x02);Command(0x06,0x03);Comm and(0x07,0x04);Command(0x08,0x05);break;case9:Command(0x01,0x09);Command(0x02,0x00);Command(0x03,0x01);Co mmand(0x04,0x02);Command(0x05,0x03);Command(0x06,0x04);Comm and(0x07,0x05);Command(0x08,0x06);break;default:Command(0x01,0x00);Command(0x02,0x00);Command(0x03 ,0x00);Command(0x04,0x00);Command(0x05,0x00);Command(0x06,0x0 0);Command(0x07,0x00);Command(0x08,0x00);break;}delayms(1000);}}}/********************************************************** **************毫秒延时函数*********************************************************** **************/void delayms(unsigned int ms){unsigned int i,j;for(j=0;j<ms;j++)for(i=0;i<115;i++);}。
Max7219驱动程序一般的MCU因IO脚驱动能力不够，再加之MCU IO口资源有限，产品开发中通常是通过专门的驱动IC来驱动数码管。
7.1 学会看DatasheetMAX7219就是一款可以同时驱动8个数码管的IC。
下图是其引脚图及典型应用电路：我们的CPU只须三根线就可以控制MAX7219，这三根线是：DIN(第一脚)，CS(第12脚)，CLK（第13脚）。
DIN是数据输入脚，我们要显示的数据就是通过这根线发送到MAX7219的；CS是片选脚，MCU通过把该脚电平拉低来选中MAX7219，或者说MAX7219通过判断该引脚是否为低电平来使能该芯片。
CLK是时钟引脚，该时钟频率是MCU给到MAX7219的，MCU与7219之间的通信频率就根据该信号做基准。
7.2 MAX7219数据格式我们要让8个数码管显示"12345678"，这个过程是怎么实现的呢？首先，要搞清楚MAX7219的数据格式，看图：MAX7219是以16位数据接收和发送的，也就是MCU传给MAX7219的数据必须是16位。
下面分析这16位数据格式：D15~D12为X：表示可以为任意值，因为这四位MAX7219目前还用不到。
D11~D8为ADDRESS：表示MAX7219的地址。
D7~D0为DATA，并且位7为高位(最先发送)，位0位低位(最后发送)。
也就是当MCU向MAX7219发送一个16位数据时，其中的D11~D8表示选择MAX7219哪个地址，即数据D7~D0是送到该地址的。
7.3 地址译码MAX7219可以挂8个数码管，MCU是怎么把数据显示到指定的数码管的呢？这就要理解MAX7219的地址译码原理。
下图为MAX7219的地址映射图：D15~12以X表示，代表可为0，也可为1。
Digit0~7对应到8个数码管的地址。
Decode Mode：解码模式寄存器，其地址用16进制表示为0x09；Intensity：亮度调节寄存器，其地址用16进制表示为0x0A；Scan Limit：扫描范围寄存器，其地址用16进制表示为0x0B；Shutdown：省电模式，其地址用16进制表示为0x0C；Display Test：测试寄存器，其地址用16进制表示为0x0F；如果，我们要让第一个数码管显示，那么我们这里送到MAX7219的16位数据中的D11~8应该为0001。
