基于MAX7219芯片的大尺寸LED數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

摘要：現(xiàn)有基于MAX7219芯片的數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路只適用于小尺寸LED，為擴(kuò)展其使用范圍，在介紹動(dòng)態(tài)顯示芯片MAX7219功能的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)基于該芯片的8住高亮度8英寸數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路。電路保留了MAX7219芯片的功能強(qiáng)大、編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)74LS273鎖存器和ULN2803達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)任意大尺寸數(shù)碼管提供較高電壓和電流驅(qū)動(dòng)的靜態(tài)顯示，并亮度可調(diào)。
關(guān)鍵詞：MAX7219；大尺寸LED；靜態(tài)顯示；ULN2803

Maxim公司的MAX7219芯片用于動(dòng)態(tài)掃描顯示驅(qū)動(dòng)，芯片內(nèi)有可存儲(chǔ)顯示信息的8x8靜態(tài)RAM、動(dòng)態(tài)掃描電路以及段、位驅(qū)動(dòng)器。它與通用微處理器有3根串行線相連，最多可驅(qū)動(dòng)8個(gè)共陰數(shù)碼管或64個(gè)發(fā)光二極管。采用MAX7219芯片實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼顯示，具有電路緊湊、可節(jié)省CPU的I／O接口、芯片功能強(qiáng)大、編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣大電路設(shè)計(jì)者認(rèn)可。然而MAX7219的工作電壓為5 V，共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)，只適用于3．5 V以下電壓驅(qū)動(dòng)的LED數(shù)碼管，限制了其使用范圍。
本文提出一種基于MAX7219芯片，具有擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)能力的LED數(shù)碼顯示電路。主要應(yīng)用在大尺寸、高亮度LED數(shù)碼管的顯示電路。

1 電路器件功能簡(jiǎn)介
1．1 MAX7219功能簡(jiǎn)介
MAX7219為24引腳芯片，如圖1所示。有+5 V電源和2個(gè)GND引腳；DIG 0～DIG 7引腳為8位數(shù)字驅(qū)動(dòng)線，輸出位選信號(hào)；SEG A～SEG G和SEG DP引腳為L(zhǎng)ED 7段驅(qū)動(dòng)線和小數(shù)點(diǎn)線，供給顯示器驅(qū)動(dòng)電流；SET引腳外接電阻調(diào)整LED顯示亮度；DIN(數(shù)據(jù)輸入端)、CLK(時(shí)鐘輸入端)、LOAD(鎖存信號(hào))引腳，構(gòu)成與通用微處理器3線串行線相連，接收的數(shù)據(jù)和命令格式為16位數(shù)據(jù)包；DOUT引腳是串行數(shù)據(jù)輸出端口，用于多片MAX7219級(jí)聯(lián)擴(kuò)展顯示。

16位數(shù)據(jù)采用串行移位接收方式，即單片機(jī)將16位二進(jìn)制數(shù)逐位發(fā)送到DIN端。在CLK上升沿到來(lái)前準(zhǔn)備就緒，CLK的每個(gè)上升沿將一位數(shù)據(jù)移入MAX7219內(nèi)移位寄存器，當(dāng)16位數(shù)據(jù)移入完畢，在LOAD引腳信號(hào)上升沿將16位數(shù)據(jù)裝入MAX7219內(nèi)的相應(yīng)位置，在MAX7219內(nèi)部硬件動(dòng)態(tài)掃描顯示控制電路作用下實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。對(duì)MAX7219的控制操作很方便，其片內(nèi)具有8個(gè)位寄存器和6個(gè)控制寄存器。位寄存器對(duì)應(yīng)LED的具體顯示內(nèi)容，控制寄存器決定LED的工作方式?？刂萍拇嫫鞣謩e為：不工作方式寄存器、譯碼方式寄存器、亮度控制寄存器、掃描個(gè)數(shù)寄存器、關(guān)閉寄存器、顯示測(cè)試寄存器。寄存器的操作格式為2字節(jié)的串行數(shù)據(jù)，第一個(gè)字節(jié)為寄存器地址，第二個(gè)字節(jié)為控制命令或待顯示數(shù)據(jù)。