MAX7219驅動(dòng)LED顯示器顯示連續數的方法

1 引言

顯示是單片機應用系統中非常重要的環(huán)節,通常用數碼管顯示器LED作為輸出設備顯示一些信息和結果。在很多設備中，往往需要顯示一系列不斷遞增的連續數，例如采集數據過(guò)程中不僅要顯示采集數據的具體數值還要顯示已經(jīng)采集數據的個(gè)數，那么采集數據的個(gè)數就是一系列連續數，又如很多生產(chǎn)設備要不斷顯示已加工好的零件或產(chǎn)品的數量等。在線(xiàn)商城

在傳統的顯示驅動(dòng)電路中,每一個(gè)LED顯示器需要一個(gè)譯碼芯片,而每一段又需要一個(gè)限流電阻,在顯示信息量較大時(shí),電路變得復雜而且也會(huì )占用系統很多資源。MAX7219芯片是美國MAXIM公司出品的新型緊湊型、可編程共陰極LED數碼管的驅動(dòng)芯片,它集BCD譯碼器、多路掃描器、段驅動(dòng)和位驅動(dòng)電路于一體, 內含8×8位雙口靜態(tài)SRAM ,可保存8位LED數據。MAX7219芯片的外圍接口電路簡(jiǎn)單,使用方便,僅需三根I/O口線(xiàn)便可驅動(dòng)多塊LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。MAX7219只需一個(gè)外部電阻來(lái)設置所有LED的段電流,不僅可以克服常規的動(dòng)態(tài)顯示亮度不夠、閃爍等缺點(diǎn)，而且大大簡(jiǎn)化硬件電路并減少軟件的工作量，因此MAX7219芯片成為單片機應用系統中首選的LED顯示接口電路。MAX7219具有BCD譯碼模式和非譯碼模式。如果僅顯示一些連續數，當然可采用非譯碼模式，這時(shí)可做一個(gè)TAB表，依次存放數字的相應編碼, 通過(guò)使用查表指令即可實(shí)現。但生產(chǎn)實(shí)際中往往要顯示很多種數據，其它數據的顯示采用BCD譯碼顯示方式比較方便。雖然一片MAX7219可以在不同的LED同時(shí)輸出兩種顯示方式，但這樣將大大增加軟件編程的負擔，為使程序簡(jiǎn)化，可將連續數和其它數據同時(shí)采用BCD譯碼模式顯示。本文以MAX7219串行LED驅動(dòng)器驅動(dòng)LED顯示連續數1～99999為例，說(shuō)明其實(shí)現顯示連續數的方法。

2 硬件接口電路

MAX7219是24腳DIP塑料封裝元件,MAX7219芯片與AT89C52單片機及共陰極小電流LED段碼顯示器的接口電路簡(jiǎn)單,原理圖如圖1所示。AT89C52的引腳P1.0、P1.1、P1.2分別與MAX7219的DIN數據輸入管腳、LOAD鎖定輸入管腳、CLK時(shí)鐘輸入管腳相連。

　 MAX7219可通過(guò)V+ 管腳和ISET管腳之間所接的外部電阻RSET來(lái)控制顯示的亮度,RSET電阻越大段電流越小,硬件電路中RSET可采用10KΩ。為了減少外界的干擾,應在MAX7219的V+ 管腳和GND管腳之間加上一個(gè)0.1μF的滌綸電容和一個(gè)10μF的鉭電容。

圖1 MAX7219與AT89C52單片機硬件接口電路

3 軟件編程

MAX7219與AT89C52芯片編程主要分為兩部分:初始化子程序、送顯子程序以及數據傳送。初始化程序主要是對MAX7219的顯示模式、顯示亮度、顯示位數等進(jìn)行初始化。本例中主要的初始化部分是選擇每一顯示位相應的顯示方式為全譯碼方式,即給譯碼方式寄存器X9H 單元送相應的數值0FFH；限制顯示掃描顯示位數為5位，即給掃描限制寄存器XBH 單元送相應的數值04H。在線(xiàn)商城

數據傳送子程序是根據器件的傳送時(shí)序編寫(xiě)的子程序,其主要功能是串行傳送數據。送顯程序的功能是將要顯示的數值送到MAX7219的數據寄存器里,使其顯示出來(lái)。這兩部分的內容在很多文獻中都有說(shuō)明，本文不多加說(shuō)明。

本文要重點(diǎn)介紹在數據傳送和送顯程序前面部分的處理程序，也就是使要顯示的一系列連續數1～99999逐步放入各個(gè)顯示數據暫存單元的程序。當MAX7219采用BCD譯碼模式時(shí)，這個(gè)處理程序是往往是不好編程的，因為它要顯示數據的位數不固定，要從一位數逐步跳變?yōu)槎辔粩?。如果采用普通的設計思路，這個(gè)程序將會(huì )十分復雜。我們采用了一種新的設計思路進(jìn)行編程，取得了令人滿(mǎn)意的結果。

顯示器顯示數據刷新的時(shí)間是根據需要而定的，本例采用單片機內部的定時(shí)器來(lái)進(jìn)行定時(shí)，在每次定時(shí)時(shí)間到后先執行該處理程序，然后再調用數據傳送和送顯程序便可實(shí)現在LED數碼管上顯示連續數。

該處理程序的設計思想是在程序執行前先將各顯示暫存單元中數字都清零，即讓顯示器最初顯示“00000”。每當定時(shí)時(shí)間到時(shí)先將個(gè)位暫存單元中的數字與9相減，結果不為0時(shí)，將個(gè)位數字加1后送入個(gè)位暫存單元并送出顯示（所有數的個(gè)位數字1～9的變化都通過(guò)該段程序完成）；如果結果為0，則將十位暫存單元中的數字與9相減，結果不為0時(shí)，則先將個(gè)位數字變?yōu)?，再將十位數字加1后分別送入個(gè)位、十位暫存單元并送出顯示（所有數的十位數字1～9的變化都通過(guò)該段程序完成）；如果十位數字與9相減結果為0，則要再將百位暫存單元中的數字與9相減比較，結果不為0時(shí)，則先將個(gè)位、十位數字都先變?yōu)?，再將百位數字加1后分別送入個(gè)位、十位、百位數據暫存單元并送出顯示（所有數的百位數字1～9的變化都通過(guò)該段程序完成）；如果百位數字與9相減比較結果為0，再將千位數字與9相減比較結果…如此下去，便可使顯示器顯示一系列連續數。例如程序執行第一次時(shí)，個(gè)位暫存單元中的數字為0，它與9相減的結果不為0，那么將0加上1的結果1放入個(gè)位暫存單元送顯便顯示出數據“00001”，執行第九次顯示數據為“00009”，執行第十次時(shí)，要先將個(gè)位暫存單元中的數字9與9相減，結果為0，這時(shí)再將十位暫存單元中的數字0與9相減，0與9相減的結果不為0，這時(shí)先將個(gè)位數字變?yōu)?放入個(gè)位暫存單元，再將十位暫存單元中的數字0加上1后的結果1放入十位暫存單元送顯，便可顯示數據“00010”。要使顯示的數最大為99999，只需在每一數位與9比較之前判斷它的下一數位是否是十萬(wàn)位，如果下一數位是十萬(wàn)位時(shí)退出程序即可。該處理程序十分巧妙地根據要顯示的數不同數位上的數字與9比較的結果，來(lái)選擇執行不同的程序段而達到目的，因此雖然程序設計思想復雜，但程序十分簡(jiǎn)單。程序如下：

（程序入口為C0）

C1:MOV @R1,#00H

INC R1在線(xiàn)商城

MOV A,R1

SUBB A,#45H ；判斷是否到十萬(wàn)位暫存單元45H

CLR C

JZ C2

C0:MOV A,@R1

SUBB A,#09H

JZ C1

MOV A,@R1

ADD A,#01H

MOV @R1,A

C2:MOV R1,#40H ；個(gè)位暫存單元40H送寄存器

RET

4 結論

用MAX7219作為顯示驅動(dòng)電路，只需三根端口線(xiàn)，且軟件驅動(dòng)編程簡(jiǎn)單，控制方式靈活，使顯示部分的電路和編程大為簡(jiǎn)化。本文通過(guò)一個(gè)實(shí)例說(shuō)明使用MAX7219驅動(dòng)LED顯示器在其 BCD譯碼模式下顯示連續數的方法，該方法已經(jīng)在數據采集系統和包裝設備上得到運用，效果良好。本文創(chuàng )新點(diǎn)是：MAX7219芯片在其BCD譯碼模式下驅動(dòng)LED顯示器顯示連續數的軟件部分如果采用普通編程設計思路，程序會(huì )十分復雜。本文采用一種新穎獨特的編程思想，十分巧妙地根據要顯示的一系列連續數不同數位上的數字與9比較的結果，來(lái)選擇執行不同的程序段而達到目的，使得程序十分簡(jiǎn)單。本程序可供其它單片機應用系統如既需要顯示產(chǎn)品個(gè)數又需要顯示產(chǎn)品其它參數的場(chǎng)合參考使用。