LED光柱顯示器與PLC的接口技術(shù)
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地址F9H為譯碼控制寄存器，譯碼方式寄存器可以對每個(gè)數據位進(jìn)行設置，使其為B碼譯碼方式或不譯碼方式。寄存器中的每一位和一個(gè)數據位相對應。為“1”時(shí)，選擇B譯碼方式，為“0”選擇不譯碼方式。當用于驅動(dòng)LED光柱顯示器時(shí)，應設置為不譯碼方式，此時(shí)，數據D7～D0分別對應每段光柱顯示器VD8～VD1發(fā)光二極管。
地址FAH為顯示亮度寄存器，通過(guò)對該寄存器的D3～D0位寫(xiě)入不同的數值可實(shí)現對LED顯示亮度的控制(D7～D4不用，可為任意值)，從×0H到×FH共16級可調。D3～D0的值越大，LED顯示越亮。在模擬控制方式時(shí)，調節V+與ISET端之間的外接電阻Rset的阻值可控制LED段電流的大小，達到硬件調節亮度的目的。
地址FBH為掃描段數寄存器，其D3～D0位數值設定為00H～07H(D7～D4不用，可為任意值)，表
示顯示器動(dòng)態(tài)掃描段數為1～8。
地址FCH為待機模式控制寄存器，當其D0位為0時(shí)(D7～D1不用，可為任意值)，MAX7219處于停機狀態(tài)，掃描振蕩器停振，所有顯示器消隱，寄存器數據保持不變；當D0為1時(shí)，正常工作。地址FFH為顯示測試寄存器，當其D0位為0時(shí)(D7～D1不用，可為任意值)，正常工作；當D0為1時(shí)處于測試狀態(tài)，全部LED顯示器的所有字段都以最大亮度接通顯示。
3 硬件組成
現以三菱公司小型PLC系列繼電器輸出型為例，LED光柱顯示器與PLC的接口電路如圖1所示。64線(xiàn)光柱顯示器構成8×8結構，由一片MAX7219驅動(dòng)。因PLC輸出模塊已具有隔離PLC內部電路與外部執行元件的作用，因此將PLC的Y0，Y1，Y2輸出點(diǎn)經(jīng)電平轉換后分別作為MAX7219的時(shí)鐘脈沖、裝載數據、串行數據的輸入端，連接到MAX7219的CLK，LOAD，DIN腳；MAX7219的SEG A～SEG F、SEGDP端分別連接到每段LED光柱顯示器對應的VD1～VD8發(fā)光二極管的陽(yáng)極，DIG0～7分別接各段光柱顯示器的共陰極，以實(shí)現段選。電阻Rset值用于調節LED的亮度，Rset的最小值為9.53 kΩ。
4 驅動(dòng)程序的設計
4.1 初始化
MAX7219按5個(gè)控制寄存器規定的方式對顯示的LED線(xiàn)數自動(dòng)掃描顯示，所以在顯示程序之前，必須初始化5個(gè)控制寄存器。其參考設置見(jiàn)表3所示。
4.2 軟件設計
在PLC中，可以用16位的數據寄存器來(lái)存放16位的二進(jìn)制數據包，其中高位字節存放地址字節，低位字節存放低位命令或顯示的數字。例如，我們可以在PLC的數據存儲區中建立一個(gè)LED顯示緩沖區，顯示緩沖區首地址為D0，末地址為D7，分別對應各顯示段的段碼和位地址，用程序控制數據以16位數據包的形式串行送入。假設PLC通過(guò)輸入模塊將工業(yè)現場(chǎng)的狀態(tài)信息讀入，通過(guò)用戶(hù)程序的運算與操作，欲使LED光柱顯示器有46線(xiàn)亮時(shí)，其顯示區的數據格式如表4所示。
MAX7219的控制寄存器和顯示寄存器均獨立編址，顯示程序實(shí)際上就是PLC在Y0(CLK)，Y1(LOAD)時(shí)序的配合下不斷通過(guò)Y2(DIN)向MAX7219的相應控制寄存器和數據顯示寄存器寫(xiě)入16位二進(jìn)制數據包的過(guò)程。所以問(wèn)題的關(guān)鍵在于編寫(xiě)一個(gè)通用寫(xiě)入子程序，將D0等的內容從高位到低位在Y0(CLK)的作用下依次移入移位寄存器，最后由Y1(LOAD)的上升沿鎖存到相應的內部控制寄存器和數據顯示寄存器中去。寫(xiě)入子程序的梯形圖程序如圖2所示，PLC與MAX7219間串行通信工作流程圖如圖3所示。
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5 結 語(yǔ)
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基于MAX7219的LED光柱顯示器與PLC的接口電路，數碼顯示器驅動(dòng)芯片MAX7219只占用可編程控制器的3個(gè)輸出點(diǎn)，通過(guò)芯片級聯(lián)可成倍增加擴展顯示LED的數量。應用時(shí)可利用PLC強大的編程能力，根據實(shí)際情況靈活編程，實(shí)現多線(xiàn)LED的顯示和功能控制，利用光柱顯示器色彩變化，還可達到顯示與警示相結合的目的。
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