LED光柱顯示器與PLC的接口技術(shù)

PLC不僅具有傳統繼電器控制系統的控制功能，而且能擴展輸入輸出模塊，特別是可以擴展一些智能控制模塊，構成不同的控制系統，將模擬量輸入輸出控制和現代控制方法融為一體，實(shí)現智能控制、閉環(huán)控制、多控制功能一體的綜合控制?，F代PLC以集成度高、功能強、抗干擾能力強、組態(tài)靈活、工作穩定受到普遍歡迎，在傳統工業(yè)的現代化改造中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。但PLC設計的控制系統顯示界面比較單調，一般通過(guò)觀(guān)察控制柜上設置的指示燈或PLC本身的LED燈來(lái)了解控制儀的狀態(tài)，對于像液位采集與控制之類(lèi)的儀器儀表，這種顯示界面遠遠不夠。為了彌補PLC顯示界面的不足，可以采用LED光柱顯示器或PC機顯示。本文提出了一種基于MAX7219的LED光柱顯示器與PLC的接口技術(shù)。

1 LED光柱顯示器簡(jiǎn)介

LED光柱顯示器是由若干LED管芯按規定長(cháng)度等距排列組成，因具有顯示醒目、直觀(guān)，亮度均勻，可靠性高以及成本低、抗振、耐沖擊、體積小、重量輕且具有連續顯示工業(yè)參數變化趨勢等特點(diǎn)已用于各種顯示調節儀表，作為過(guò)程量或控制量以及閥位的模擬指示。LED光柱顯示器具有紅、綠、橙、黃等不同顏色，有共陰和共陽(yáng)兩種類(lèi)型。按所含發(fā)光二極管數有101線(xiàn)(或100線(xiàn))、64線(xiàn)、51線(xiàn)等規格，其中一個(gè)LED(對101線(xiàn)、51線(xiàn)等產(chǎn)品)一般用于電源指示，也可以作其他用途或不用，而另外的LED一般組成×8或×10結構，采用行列掃描方式以節省資源。如100線(xiàn)有10×10結構和8×13結構，64線(xiàn)有8×8結構。本文選用64線(xiàn)的共陰接法的LED光柱顯示器。

2 MAX7219管腳和功能說(shuō)明

MAX7219是MAXIM公司生產(chǎn)的串行輸入／輸出共陰極數碼管顯示驅動(dòng)芯片，一片MAX7219可驅動(dòng)8個(gè)7段(包括小數點(diǎn)共8段)數字LED或64線(xiàn)LED光柱顯示器。該芯片具有10 MHz傳輸率的三線(xiàn)串行接口可與任何微處理器相連，只需一個(gè)外接電阻即可設置所有LED的段電流。它的操作很簡(jiǎn)單，PLC只需通過(guò)三個(gè)輸出端口就可以將相關(guān)的指令寫(xiě)入MAX7219的內部指令和數據寄存器，同時(shí)它還允許用戶(hù)選擇多種譯碼方式和譯碼位。此外它還支持多片MAX7219串聯(lián)方式，這樣PLC就可以通過(guò)3根線(xiàn)(即串行數據線(xiàn)、串行時(shí)鐘線(xiàn)和芯片選通線(xiàn))控制更多的LED顯示。

MAX7219引腳排列參見(jiàn)圖1。其中，SEG A～SEG G和SEG DP分別為L(cháng)ED數碼管七段驅動(dòng)器線(xiàn)和小數點(diǎn)驅動(dòng)器，供給顯示器電流，用于驅動(dòng)LED光柱顯示器時(shí)則為每段中的8只發(fā)光二極管提供驅動(dòng)電流；DIG0～DIG7為8位數字位或光柱顯示器的8段驅動(dòng)線(xiàn)輸入，它從共陰極顯示器吸收電流。ISET為電流調節端，通過(guò)一只電阻與電源相連來(lái)調節最大段電流，以改變LED顯示亮度。DIN是串行數據輸入端，DOUT為串行數據輸出端，輸入到DIN的數據在16.5個(gè)時(shí)鐘周期后送到DOUT端，以便在級聯(lián)時(shí)傳送到下一片MAX7219。CLK最高頻率可達10 MHz，在輸入時(shí)鐘的每個(gè)上升沿均有一位數據由DIN端移入到內部寄存器中；選通端LOAD用來(lái)裝載數據，在LOAD的上升沿，16位串行數據被鎖存到數據或控制寄存器中，LOAD必須在第16個(gè)時(shí)鐘上升沿的同時(shí)或之后、在下一個(gè)時(shí)鐘上升沿之前變高，否則數據將被丟失。每組數據為16位二進(jìn)制數據包，其格式如表1所示。

其中，地址F0H為空操作寄存器，允許數據從輸入到輸出直接通過(guò)，可用于設備串接。 地址F1H～F8H為顯示RAM區，分別對應DIG0～DIG7引腳的8段LED顯示數據。

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