MAX7219在PLC中的應用

作者：時(shí)間：2006-05-07 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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摘要：介紹了靜態(tài)顯示芯片MAX7219的工作原理，提出了一個(gè)適于PLC的結構簡(jiǎn)單且十分實(shí)用的靜態(tài)顯示系統，并以SIEMENS公司的S7-200PLC為例，討論了硬件連接和軟件編程。

本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/225728.htm

關(guān)鍵詞： MAX7219 PLC 靜態(tài)顯示系統

最新推出的小型高集成度的PLC如SIEMENS S7-200系列，其主模塊上就帶有多個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入／輸出點(diǎn)，并且具有符合工業(yè)標準的485串行通訊口，便于用戶(hù)進(jìn)行設備的單機獨立控制或連接成完全分布式的計算機監控網(wǎng)絡(luò )，與遠方控制室連接。但在實(shí)際運用中，有些單機控制器或一些遠離控制室的設備往往需要就地顯示，便于操作人員操作或巡視。SIEMENS PT200顯示器就是為此而研制的。但其顯示屏小且多為液晶顯示，不適合強光和光線(xiàn)極弱的場(chǎng)合，而且占用串行口資源、安裝不便、價(jià)格較貴。通常解決的方法是充分利用PLC開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)，采用并行方式驅動(dòng)LED顯示器。并行顯示占用的資源較多，而一般小型PLC主模塊上的開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)不多（S7212為６個(gè)輸出點(diǎn)，S7-214為10個(gè)輸出點(diǎn)），難以滿(mǎn)足多位顯示和多點(diǎn)控制的要求。本文提出了一種采用MAX7219芯片與PLC輸出點(diǎn)配合的方法，通過(guò)簡(jiǎn)單的硬件連接，利用PLC強大的編程能力，可根據實(shí)際情況對它靈活編程，實(shí)現ＬＥＤ的顯示和功能控制。

１ MAX7219簡(jiǎn)介

MAX7219是一種新型的串行接口的8位數字靜態(tài)顯示芯片。它是由MAXIM公司新推出的24腳雙列直插式芯片，其引腳圖如圖1所示。

SEGA~SEGG和SEGDP為LED七段驅動(dòng)器線(xiàn)和小數點(diǎn)線(xiàn)，供給顯示器源電流；DIGO～DIG7為8位數字驅動(dòng)線(xiàn)，輸出位選信號，從每位LED共陰極吸入電流。

圖2為MAX7219工作時(shí)序圖。由圖2可知，DIN是串行數據輸入端，在CLK的上升沿，一位數據被加載到內部16位移位寄存器中，CLK端最高輸入頻率可達10MHz，在輸入時(shí)鐘信號的每個(gè)上升沿，均有１位數據由DIN移入到內部寄存器中，LOAD用來(lái)裝載數據，在LOAD的上升沿，16位串行輸入數據被鎖存到數字或控制寄存器中。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，否則數據將會(huì )丟失。

規定一組數據為16位二進(jìn)制數據包，其格式如下：

其中位不用，為內部５個(gè)控制寄存器和8個(gè)LED顯示數據寄存器的地址，地址編碼如表１所示。為５個(gè)控制寄存器命令字或8個(gè)LED數碼管待顯示的數據。因為控制寄存器與顯示數據寄存器均獨立編址，所以可以通過(guò)程序單獨對每個(gè)寄存器進(jìn)行操作。一般情況下，程序先送控制命令，后向顯示寄存器送數據，但必須注意，每16位為一組，從高位地址字節最高位開(kāi)始送起，直到低位數據字最后一位為止。

２ MAX7219與PLC的硬件連接

現以SIEMENS公司小型PLC S7-214為例討論PLC與MAX7219的硬件連接和軟件編程。S7-214輸出點(diǎn)不多（Q0.0～Q1.1，共十位）且只有一個(gè)RS-485通信端口。S7-214與MAX7219的硬件連接如圖３所示。S7-214的Q0.0,作串行數據輸出，連接到MAX7219的DIN腳，Q0.1和Q0.2通過(guò)程序分別模擬MAX7219的時(shí)鐘脈沖CLK及數據加載LOAD信號。MAX7219的SEGA~SEGFGF,SEGDP端連接到各LED數碼管對應的a～f及db端，DIG0～7分別接8位LED數碼管的共陰極，以實(shí)現位選。

實(shí)際上，數碼管的位數可在1～8之間任意選擇，這可由寫(xiě)入的掃描界線(xiàn)寄存器的命令字決定。注意：18腳和19腳間9.6kΩ的電阻是必須的，并且為了使由峰值數字驅動(dòng)器電流引起的紋波減到最小，需要在V+和GND之間盡可能靠近芯片的地方外接一個(gè)10μF的電解電容和一個(gè)0.1μF的瓷片電容。MAX7219應放在緊靠LED顯示器的地方，且連線(xiàn)盡可能短，兩個(gè)GND引腳都必須連接到地線(xiàn)上。

３軟件編程

在S7-214的Ｖ存儲區開(kāi)辟兩個(gè)字節的存儲單元VW0，專(zhuān)門(mén)用來(lái)放16位二進(jìn)制數據包，其中高位字節VB1規定放高位地址字節，低位字節VB0規定放低位命令字或待顯示的數字。

由于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S7-214在Q0.1（CLK），Q0.2(LOAD)時(shí)序的配合下不斷通過(guò)Q0.0(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)通用的寫(xiě)入子程序，將VW0的內容從高位到低位在Q0.1(CLK)的作用下依次移入移位寄存器，最后由Q0.2的上升沿（LOAD信號）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)入子程序的程序流程圖如圖４所示。