有关MAX7219驱动芯片的知识总结

　　MAX7219是MAXIM公司生产的串行输入/输出共阴极数码管显示驱动芯片，一片MAX7219可驱动8个7段（包括小数点共8段）数字LED、LED条线图形显示器、或64个分立的LED发光二级管。该芯片具有10MHz传输率的三线串行接口可与任何微处理器相连，只需一个外接电阻即可设置所有LED的段电流。。它的操作很简单，MCU只需通过模拟SPI三线接口就可以将相关的指令写入MAX7219的内部指令和数据寄存器，同时它还允许用户选择多种译码方式和译码位。此外它还支持多片7219串联方式，这样MCU就可以通过3根线（即串行数据线、串行时钟线和芯片选通线）控制更多的数码管显示。MAX7219的外部引脚分配如图1所示及内部结构如图2所示。
　　
　　图1 MAX7219的外部引脚分配
　　
　　图2 MAX7219的内部引脚分配
　　各引脚的功能为：
　　DIN：串行数据输入端
　　DOUT：串行数据输出端，用于级连扩展
　　LOAD：装载数据输入
　　CLK：串行时钟输入
　　DIG0~DIG7：8位LED位选线，从共阴极LED中吸入电流
　　SEG A~SEG G DP 7段驱动和小数点驱动
　　ISET： 通过一个10k电阻和Vcc相连，设置段电流
　　MAX7219有下列几组寄存器：（如图3）
　　MAX7219内部的寄存器如图3，主要有：译码控制寄存器、亮度控制寄存器、扫描界限寄存器、关断模式寄存器、测试控制寄存器。编程时只有正确操作这些寄存器，MAX7219才可工作。
　　
　　图 3 MAX7219内部的相关寄存器
　　分别介绍如下：
　　（１） 译码控制寄存器（X9H）
　　如图4所示，MAX7219有两种译码方式：B译码方式和不译码方式。当选择不译码时，8个数据为分别一一对应7个段和小数点位；B译码方式是BCD译码，直接送数据就可以显示。实际应用中可以按位设置选择B译码或是不译码方式。
　　
　　图4 MAX7219的译码控制寄存器
　　（２） 扫描界限寄存器（XBH）
　　如图5所示，此寄存器用于设置显示的LED的个数（1~8），比如当设置为0xX4时，LED 0~5显示。
　　
　　图5 MAX7219的扫描界限控制寄存器
　　（３） 亮度控制寄存器（XAH）
　　共有16级可选择，用于设置LED的显示亮度，从0xX0~0xXF
　　（４） 关断模式寄存器（XCH）
　　共有两种模式选择，一是关断状态，（最低位 D0=0）一是正常工作状态（D0=1）。
　　（５） 显示测试寄存器（XFH）
　　用于设置LED是测试状态还是正常工作状态，当测试状态时（最低位 D0=1）各位显示全亮，正常工作状态（D0=0）。
　　各寄存器具体操作见驱动程序详解。
　　2 读写时序说明
　　MAX7129是SPI总线驱动方式。它不仅要向寄存器写入控制字，还需要读取相应寄存器的数据。
　　要想与MAX7129通信，首先要先了解MAX7129的控制字。MAX7129的控制字格式如图6。
　　
　　图6 控制字（即地址及命令字节）
　　如图，工作时，MAX7219规定一次接收16位数据，在接收的16位数据中：D15~D12可以与操作无关，可以任意写入，D11~D8决定所选通的内部寄存器地址，D7~D0为待显示数据或是初始化控制字。在CLK脉冲作用下，DIN的数据以串行方式依次移入内部16位寄存器，然后在一个LOAD上升沿作用下，锁存到内部的寄存器中。注意在接收时，先接收最高位D16，最后是D0，因此，在程序发送时必须先送高位数据，在循环移位。工作时序图见图7。
　　由于51是8位单片机故需要分两次来送数据。具体操作见驱动程序详解。
　　
　　图7 数据读写时序
　　3 电路原理图
　　电路原理图
　　电路原理图如图７，MAX7219与单片机的连接只需要3条线：LOAD（CS）片选引脚、CLK串行时钟引脚、DIN串行数据引脚。其中C1 为电源滤波电容，R1用来设置段电流。 MAX7219的PCB布线有些难度，作者可以提供画好的PCB给读者。有需要的读者请与作者联系。邮箱：zhaoliang_0801@dl.cn
　　
　　图8 电路原理图
　　4 驱动程序
　　
　　
　　
　　测试程序
　　
　　典型应用电路：