文章目录
- 一、MAX7219是什么？
- 二、使用步骤
- 1.硬件
- 1.1 引脚说明
- 1.2 应用电路
- 1.2.1 驱动数码管
- 1.2.2 驱动点阵
- 2.软件
- 2.1 时序
- 2.2 寄存器
- 2.2.1 掉电寄存器
- 2.2.2 译码模式寄存器
- 2.2.3 亮度寄存器
- 2.2.4 扫描寄存器
- 2.2.5 显示测试寄存器
- 2.3 初始化
- 2.4 控制左侧灯环特定位置中的LED灯的状态
- 2.5 控制右侧灯环特定位置中的LED灯的状态
- 三、总结
一、MAX7219是什么？
MAX7219是一个集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动芯片，它一般驱动8位数字的7段数码管或者连接8*8点阵又或者是64个独立的LED。它可以通过亮度寄存器来设置LED的电流，又或者是通过硬件上修改V+和ISET直接的电阻阻值大小来设置。同时，它还拥有译码模式寄存器，可以选择采用BCD译码或不采用。
有些人可能不清楚什么是BCD译码，下面简单解释下，
BCD译码 是一种将二进制数转换成BCD（Binary-Coded Decimal）格式的过程。BCD码是一种特殊的二进制编码方式，用于表示十进制数，其中每一位十进制数由4位二进制数表示，范围从0到9。例如，十进制数13在BCD码中表示为0001 0011。BCD码的优点是可以直接对每个十进制位进行处理，而无需进行二进制到十进制的转换，这在数字显示、计算机存储和控制系统等领域中具有重要意义。
二、使用步骤
1.硬件
1.1 引脚说明
1.2 应用电路
1.2.1 驱动数码管
MAX7219通过加在V+和ISET之间的一个外部电阻来控制显示亮度，段驱动电流一般是流入ISET端电流的100倍，这里用的电阻是9.53K，它设定的段电流为40mA。显示亮度也可以通过亮度寄存器来设置。
MAX7219的SPI只需要用到串行信号时钟CLK，片选信号CS以及主机输出从机输入数据DIN（MOSI），和常规相比少了个主机输入从机输出DO（MISO）。
1.2.2 驱动点阵
和上面的驱动数码管相比，无非就是把接在数码管的段和位接到了88点阵的行列上，88点阵其实就是64个LED组成，之前我的一篇文章有提及到，感兴趣可以自行去看下基于51单片机的点阵显示的proteus仿真（附源码）
这里级联没有涉及，先不讲。
2.软件
2.1 时序
对MAX7219来说，串行数据在DIN输入16为数据包，无论LOAD端处于何种状态，在时钟的上升沿数据均移入到内部16位移位寄存器。无论数据输入或输出CS必须为低电平，然后数据在LOAD/CS上升沿被载入数据寄存器或控制寄存器。LOAD/CS端在第16个时钟的上升沿同时或之后，下个时钟上升沿之前变为高电平，否则数据将会丢失。在DIN端的数据传输到移位寄存器在16.5个时钟周期之后出现在DOUT端。在时钟的下降沿数据将被输出。
数据位标记位D0-D15（如下表1所示）。其中D8-D11为寄存器地址位，D0-D7为数据位，D12-D15为无效位。在传输过程中，首先接收到的是D15位。是非常重要的一位（MSB）。
示例代码如下：
/*******************************************************************************
* 函数名：Write_Max7219_Date
* 描述 ：向Max7219写入数据
* 输入 ：addr地址，dat数据
* 输出 ：void
* 调用 ：内部调用
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void Write_Max7219_Date(uint8_t addr,uint8_t dat)
{
uint8_t i;
SPI2_CLK_LOW();
SPI2_CS_LOW();//拉低CS,选中器件
//发送地址
for(i=0;i<8;i++)
{
if(addr & 0x80)
{
SPI2_SI_HIGH();
}
else
{
SPI2_SI_LOW();
}
addr <<= 1;
SPI2_CLK_HIGH();
SPI2_CLK_LOW();
}
//发送数据
for(i=0;i<8;i++)
{
if(dat & 0x80)
{
SPI2_SI_HIGH();
}
else
{
SPI2_SI_LOW();
}
dat <<= 1;
SPI2_CLK_HIGH();
SPI2_CLK_LOW();
}
SPI2_CS_HIGH();//发送结束,上升沿锁存数据
SPI2_CLK_LOW();
SPI2_SI_LOW();
}
2.2 寄存器
MAX7219如下表所示有14个可寻址的数据寄存器和控制寄存器。数据寄存器由一个在片上的8X8的双向SRAM来实现。它们可以直接寻址所有只要在V+大于2V的情况下每个数据都可以独立的修改或保持。控制寄存器包括译码模式、显示亮度、扫描限制、掉电模式、显示测试五个寄存器。
示例代码如下：
/* Defines ------------------------------------------------------------------*/
#define DIG0_Registe 0x01//选位0寄存器
#define DIG1_Registe 0x02//选位1寄存器
#define DIG2_Registe 0x03//选位2寄存器
#define DIG3_Registe 0x04//选位3寄存器
#define DIG4_Registe 0x05//选位4寄存器
#define DIG5_Registe 0x06//选位5寄存器
#define DIG6_Registe 0x07//选位6寄存器
#define DIG7_Registe 0x08//选位7寄存器
#define DECODE_MODE 0x09//译码模式寄存器
//0x00：7-0不采用译码
//0x01：0采用BCD译码，7-1不采用
//0x0F：3-0采用BCD译码，7-4不采用
//0xFF：7-0采用BCD译码
//当选择BCD译码模式时，译码器只对数据的低四位进行译码（D3-D0），D4-D6为无效位。D7位用来设置小数点，不受译码器的控制且为高电平。
//当选择不译码时，数据的八位与MAX7219的各段线上的信号一致。
#define INTENSITY 0x0A//亮度寄存器
//亮度等级设置 0x00-0x0F 设置电流为最大电流的 1/32 - 31/32（间隔2/32）
//也可以通过硬件来改变，修改V+和ISET之间的电阻阻值大小，最小阻值为9.53kΩ，它设定段电流为40mA。
#define SCAN_LIMIT 0x0B//扫描寄存器
//0x00：只显示数字0
//0x01：显示数字0&1
//0x02：显示数字0，1，2
//0x03：显示数字0，1，2，3
//0x04：显示数字0，1，2，3，4
//0x05：显示数字0，1，2，3，4，5
//0x06：显示数字0，1，2，3，4，5，6
//0x07：显示数字0，1，2，3，4，5，6，7
#define SHUTDOWN 0x0C//掉电寄存器
//0x00：掉电模式
//0x01：正常模式
#define DISPLAY_TEST 0x0F//显示测试寄存器
//0x00：正常模式
//0x01：显示测试模式
2.2.1 掉电寄存器
可以从下表看出掉电寄存器的地址位0x0C，写入数据0x00表示掉电模式，写入数据0x01表示正常模式。
示例代码如下：
#define SHUTDOWN 0x0C//掉电寄存器
//0x00：掉电模式
//0x01：正常模式
Write_Max7219_Date(SHUTDOWN,0x01);//掉电模式：0;普通模式：1
2.2.2 译码模式寄存器
可以从下表看出译码模式寄存器的地址位0x09，写入数据0x00表示不采用BCD译码，这里我实际电路接的是16个独立的LED组成的灯环，所有选择非译码模式。
示例代码如下：
#define DECODE_MODE 0x09//译码模式寄存器
//0x00：7-0不采用译码
//0x01：0采用BCD译码，7-1不采用
//0x0F：3-0采用BCD译码，7-4不采用
//0xFF：7-0采用BCD译码
//当选择BCD译码模式时，译码器只对数据的低四位进行译码（D3-D0），D4-D6为无效位。D7位用来设置小数点，不受译码器的控制且为高电平。
//当选择不译码时，数据的八位与MAX7219的各段线上的信号一致。
Write_Max7219_Date(DECODE_MODE,0x00);//译码方式：非BCD译码
2.2.3 亮度寄存器
可以从下表看出亮度寄存器的地址位0x0A，根据写入数据多少来设置亮度也就是电流的大小。
示例代码如下：
#define INTENSITY 0x0A//亮度寄存器
//亮度等级设置 0x00-0x0F 设置电流为最大电流的 1/32 - 31/32（间隔2/32）
//也可以通过硬件来改变，修改V+和ISET之间的电阻阻值大小，最小阻值为9.53kΩ，它设定段电流为40mA。
Write_Max7219_Date(INTENSITY,0x0C);//亮度
2.2.4 扫描寄存器
可以从下表看出扫描寄存器的地址位0x0B，根据写入数据多少来设置扫描数量。
示例代码如下：
#define SCAN_LIMIT 0x0B//扫描寄存器
//0x00：只显示数字0
//0x01：显示数字0&1
//0x02：显示数字0，1，2
//0x03：显示数字0，1，2，3
//0x04：显示数字0，1，2，3，4
//0x05：显示数字0，1，2，3，4，5
//0x06：显示数字0，1，2，3，4，5，6
//0x07：显示数字0，1，2，3，4，5，6，7
Write_Max7219_Date(SCAN_LIMIT,0x07);//扫描界限：8个数码管显示
2.2.5 显示测试寄存器
可以从下表看出显示测试存器的地址位0x0F，写入数据0x00表示正常模式，写入数据0x01表示显示测试模式，如果选择显示测试模式，灯会全部点亮。
示例代码如下：
#define DISPLAY_TEST 0x0F//显示测试寄存器
//0x00：正常模式
//0x01：显示测试模式
Write_Max7219_Date(DISPLAY_TEST,0x00);//显示测试：1;测试结束，正常显示：0
2.3 初始化
示例代码如下：
/*******************************************************************************
* 函数名：User_Max7219_Init
* 描述 ：MAX7219配置初始化
* 输入 ：void
* 输出 ：void
* 调用 ：初始化
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void User_Max7219_Init(void)
{
User_SPI2_Init();//SPI引脚配置初始化
Write_Max7219_Date(SHUTDOWN,0x01);//掉电模式：0;普通模式：1
Write_Max7219_Date(DISPLAY_TEST,0x00);//显示测试：1;测试结束，正常显示：0
Write_Max7219_Date(DECODE_MODE,0x00);//译码方式：非BCD译码
Write_Max7219_Date(SCAN_LIMIT,0x07);//扫描界限：8个数码管显示
Write_Max7219_Date(INTENSITY,0x0C);//亮度
}
2.4 控制左侧灯环特定位置中的LED灯的状态
示例代码如下：
/*******************************************************************************
* 函数名：ConLeft
* 描述 ：控制左侧灯环特定位置中的LED灯的状态
* 输入 ：num代表要控制的LED灯的位置,status代表LED灯的状态，0表示关闭，1表示打开
* 输出 ：void
* 调用 ：内部调用
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void ConLeft(uint8_t num, uint8_t Status) // num 从 0 开始 (中间位置)
{
if ( ( Status != 0 ) && ( Status != 1 ) )
{
Sendstr_U1 ( "*_ERR: Status$" );
return;
}
if ( num > 15 )
{
Sendstr_U1 ( "*_ERR: num > 15$" );
num = 15;
}
if ( Status == 0 )
{
LeftStatus &= ( ~ ( 0x0001 << num ) );
Left_RegVal[ ( num >> 2 )] &= ( ~Left_Val[num] );
}
else
{
LeftStatus |= ( 0x0001 << num );
Left_RegVal[ ( num >> 2 )] |= ( Left_Val[num] );
}
Write_Max7219_Date ( Left_Reg[num], Left_RegVal[ ( num >> 2 )] );
}
2.5 控制右侧灯环特定位置中的LED灯的状态
示例代码如下：
/*******************************************************************************
* 函数名：ConRight
* 描述 ：控制右侧灯环特定位置中的LED灯的状态
* 输入 ：num代表要控制的LED灯的位置,status代表LED灯的状态，0表示关闭，1表示打开
* 输出 ：void
* 调用 ：内部调用
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void ConRight(uint8_t num, uint8_t Status ) // num 从 0 开始 (中间位置)
{
if ( ( Status != 0 ) && ( Status != 1 ) )
{
Sendstr_U1 ( "*_ERR: Status$" );
return;
}
if ( num > 15 )
{
Sendstr_U1 ( "*_ERR: num > 15$" );
num = 15;
}
if ( Status == 0 )
{
RightStatus &= ( ~ ( 0x0001 << num ) );
Right_RegVal[ ( num >> 2 )] &= ( ~Right_Val[num] );
}
else
{
RightStatus |= ( 0x0001 << num );
Right_RegVal[ ( num >> 2 )] |= ( Right_Val[num] );
}
Write_Max7219_Date ( Right_Reg[num], Right_RegVal[ ( num >> 2 )] );
}
三、总结
今天主要讲了MAX7219（模拟SPI）驱动灯环的简单应用。
感谢你的观看！
