MAX7219与51单片机的驳接

MAX7219是一种高集成化的串行输入/输出的共阴极LED显示驱动器。每片可驱动8位7段加小数点的共阴极数码管，可以数片级联，而与微处理器的连接只需3根线。MAX7219内部设有扫描电路，除了更新显示数据时从单片机接收数据外，平时独立工作，极大地节省了MCU有限的运行时间和程序资源。

MAX7219芯片上包括BCD译码器、多位扫描电路、段驱动器、位驱动器和用于存放每个数据位的8×8静态RAM以及数个工作寄存器。通过指令设置这些工作寄存器，可以使MAX7219进入不同的工作状态。

1　管脚说明

图1是MAX7219的管脚分布图。其中：

(1)DIN　为串行数据输入端。当CLK为上升沿时，数据被载入16 b内部移位寄存器。

(2)CLK　为串行时钟输入端。其最大工作频率可达10 MHz。

(3)LOAD　为片选端，当LOAD为低电平时，芯片接收来自DIN的数据，接收完毕，LOAD回到高电平时，接收的数据将被锁定。

(4)DIG0～DIG7　为吸收显示器共阴极电流的位驱动线。其最大值可达500 mA，关闭状态时，输出＋VCC。

(5)SEGA～SEGG，DP　为驱动显示器7段及小数点的输出电流，一般为40 mA左右，可软件调整，关闭状态时，接入GND。

(6)DOUT　为串行数据输出端，通常直接接入下一片MAX7219的DIN端。

2　操作指令

MAX7219有5个工作状态寄存器，分别是译码方式选择、亮度调节、扫描位数设定、待机开关、显示器检测。除空指令外，7219的所有操作指令都是2个字节，前一个是操作代码，后一个是操作数。下面用十六进制数对控制命令加以说明。

2．1　译码方式选择

操作代码为“09H”，操作数为“0”或“0FFH”。选中“0”则不使用BCD译码器，在显示数字或符号时，按每段点亮与否编排传送码。而选中 “0FFH”时，则按8421标准二进制编码来代表相应的显示数字，如表1所示。需要说明的是，无论译码与否，表1中操作数的最高位D7均为小数点，“1”为亮，“0”为灭，所以表1中所列是小数点不亮时的操作数。

2．2　亮度调节

操作代码为“0AH”，操作数如表2所示。

这个指令可以用来调节显示器的亮度，改变其操作数可以改变MAX7219内部扫描脉冲的宽度，从而使电流的平均值有所变化，这个电流平均值可以从最小的1/32至最大的31/32之间进行16级调节。

MAX7219还提供了一种硬件调整显示器亮度的方式，即通过第18管脚的ISET和＋VCC之间跨接的一个电阻来调节其亮度，段驱动平均电流大约为流过此电阻电流的100倍，实际应用中常用十几kΩ的电阻直接接入即可。

2．3　扫描位数设定

操作代码为“0BH”，操作数如表3所示。

如果所用的显示器少于8位，则应通过这条指令设置相应的位数。因为设置的位数如果比实际使用的位数大，就会形成“虚位”，而一旦对“虚位”进行操作，将会引起整个显示器的混乱，这是需要加以注意的。

另外，扫描位数的设置，会影响到扫描频率的变化，相应地，显示器亮度也会随着变化，所以应先确定扫描位数，再设置显示器亮度。

2．4　待机开关

操作代码为“0CH”，操作数为“0”或“1”。

操作数为“0”，则显示器不工作(灭灯)，反之，显示器正常工作。待机状态下，7219的工作电流仅为150μA。

2．5　显示器检测

操作代码为“0FH”，操作数为“0”或“1”。　　

选择操作数为“1”时，可点亮整个显示器，通常用来检查数码管及连接电路是否存在故障。检测时，不会改变各位原有的显示数据，即检测完毕后，再送入不检测指令“0”，又可恢复显示原数据。

2．6　位操作指令

位操作指令就是对8个数码管显示内容的操作，也是2个字节，第1个字节是位的代码，如表4所示，第2个字节则根据译码方式的选择，来使用表1中的编码。

需要说明的是，上述所有指令的输入，不分先后(但每个指令2个字节的秩序不能颠倒)。通常，前5条指令一般在上电初始化程序中加以设置，而在工作程序中，仅使用位操作指令即可。另外，MAX7219上电时，译码方式、亮度调节、扫描位数、待机开关、显示检测等5 个控制寄存器全部归零。

3 与单片机的连接

3．1　与单片机任意3个端口连接的方式

假定按图3所示方法连接。

MAX7219每次接收2个字节，高位在先，其指令可编写为：　　

3．2　用单片机的串行接口

如果将MAX7219的DIN接入单片机的RXD，CLK接入TXD，LOAD选任一口线，则可通过单片机串行口对MAX7219像对其他设备一样按模式0进行发送操作。但由于串行口数据缓冲寄存器SBUF为右移发送，所以MAX7219的所有命令和操作数与第一种方式相比均应反转，见表5～9。注意表 6中操作数的最低位D0为小数点。

4　MAX7219的多片级联

MAX7219可以多片级联，只需将上一片的DOUT连接下一片的DIN即可，CLK和LOAD线全部公用，连在一起。

在多片级联时，对MAX7219的操作指令要注意LOAD信号的起止点，操作开始时，LOAD下降为低电平，按照每片MAX7219两个字节，如果有N片，则

发送2N个字节后，LOAD上升为高电平。还需注意的是，先发送的指令将到达级联的最后一片。

还有一条专为MAX7219多片级联设置的一条空操作指令，操作代码为“00H”。当不希望对级联中的某片或某几片MAX7219进行操作时，就可以用空操作指令跳过这片或这几片。例如，如果4个7219串联，为了写入第4个芯片，要在3个空操作指令码后发送2个字节的指令，当LOAD升为高电平时，数据被锁存到所有设备，前3个芯片收到的是空操作命令，而第4个收到预期的数据。

参考文献
[1] Serially Interfaced.8 - Digit LED display　drivers．