兩種LED顯示方式應(yīng)用對(duì)比-基礎(chǔ)電子

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本文研究采用了MAX7219和BC7281控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的顯示和控制的不同。

1.MAX7219顯示方式應(yīng)用

1.1MAX7219簡(jiǎn)介

MAX7219是MAXIM公司生產(chǎn)的8位7段LED串行輸入／輸出共陰顯示驅(qū)動(dòng)芯片，目前針對(duì)它的應(yīng)用介紹較多[1,2]。MAX7219提供了諸多寄存器，允許使用者對(duì)譯碼顯示、顯示亮度、掃描限制等諸多方面進(jìn)行控制。

1.2系統(tǒng)硬件連接

MAX7219與單片機(jī)有三根引線連接：DIN、CLK和LOAD。DIN是串行數(shù)據(jù)輸入端，CLK為時(shí)鐘頻率，LOAD用來(lái)鎖存信號(hào)。

單片機(jī)以16位數(shù)據(jù)包的形式將二進(jìn)制數(shù)逐位發(fā)送到DIN端，在CLK的每一個(gè)上升沿將一位數(shù)據(jù)移入MAX7219的移位寄存器。在16位數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，LOAD一定要維持低電平，當(dāng)16位數(shù)據(jù)移入完，LOAD必須在第16個(gè)CLK上升沿同時(shí)或之后，但在下一個(gè)CLK上升沿之前變高，將數(shù)據(jù)裝入內(nèi)部相應(yīng)寄存器，否則數(shù)據(jù)將丟失。在多片MAX7219級(jí)聯(lián)使用時(shí)，還需要將上一片的DOUT引腳連接到下一片的DIN，CLK與LOAD引腳公用。

16位數(shù)據(jù)格式如下：

顯示電路連接如下（僅畫出主要引腳）：

1.3程序部分代碼

顯示部分代碼如下：

2.BC7281顯示方式應(yīng)用

2.1BC7281簡(jiǎn)介

BC7281是16位LED數(shù)碼管顯示及鍵盤接口專用芯片，其各位可獨(dú)立按不同的譯碼或不譯碼顯示，可獨(dú)立控制閃爍屬性及顯示亮度，并可隨時(shí)改變閃爍頻率。

BC7281內(nèi)部包括16個(gè)顯示寄存器和15個(gè)控制寄存器，地址范圍從00H-1FH；其中顯示寄存器的地址為00H-0FH，而為常用的控制寄存器是工作模式寄存器，地址12H，其各數(shù)據(jù)位意義如下：

MOD：移位寄存器模式控制。當(dāng)MOD=0，適用于一般移位寄存器，如74HC164等；當(dāng)MOD=1，適用于帶有二級(jí)鎖存的移位寄存器，如74HC595等。

INV：段驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸出極性控制。當(dāng)INV=0時(shí)，各位顯示寄存器的數(shù)據(jù)直接通過(guò)移位寄存器輸出作為段驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)；當(dāng)INV=1時(shí)，顯示寄存器的內(nèi)容經(jīng)過(guò)反相后才從移位寄存器輸出。

KMS：鍵盤工作模式選擇。

BMS：閃爍控制模式選擇。當(dāng)BMS=0時(shí)，采用一個(gè)閃爍開(kāi)關(guān)控制寄存器（10H）控制各顯示位的閃爍屬性，第8-15個(gè)顯示位不能單獨(dú)控制；當(dāng)BMS=1時(shí)，工作于擴(kuò)展模式，由10H控制0-7位的閃爍屬性，由擴(kuò)展控制寄存器19H控制8-15位的閃爍屬性。

ES：節(jié)能模式。該位置為1時(shí)，有效驅(qū)動(dòng)電流減小為正常狀態(tài)的一半（顯示亮度隨之降低）。

KO：顯示關(guān)閉模式。該位置為1時(shí)，顯示掃描關(guān)閉，但鍵盤仍保持工作。（顯示寄存器內(nèi)容不被刪除，并可以更新）。

RP：寄存器保護(hù)模式。當(dāng)RP=1時(shí)，BC7281內(nèi)部的寄存器不能夠直接改寫。

SCN：掃描使能控制。當(dāng)SCN=0時(shí)，掃描被禁止，包括顯示掃描和鍵盤掃描；當(dāng)SCN=1時(shí)，掃描被使能。

2.2系統(tǒng)硬件連接

BC7281在顯示時(shí)采用高速二線接口與MCU進(jìn)行通訊，只占用很少的I/O口資源和主機(jī)時(shí)間，兩根線分別為數(shù)據(jù)線DAT和同步時(shí)鐘線CLK。DAT：與MCU串行通訊數(shù)據(jù)端，為雙向數(shù)據(jù)傳輸口，作為輸出時(shí)為漏極開(kāi)路輸出，需要外接上拉電阻；CLK：與MCU通訊時(shí)鐘端，下降沿有效。

接口空閑時(shí)，BC7281的DAT引腳處于高阻輸入狀態(tài)，上拉電阻使得DAT線上為高電平。開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)時(shí)，MCU必須先與BC7281建立握手信號(hào)，MCU先向BC7281發(fā)送若干CLK時(shí)鐘脈沖，同時(shí)檢測(cè)DAT線，而B(niǎo)C7281收到握手脈沖后會(huì)在DAT線上輸出一低電平，表示準(zhǔn)備好接收MCU數(shù)據(jù)，MCU檢測(cè)到DAT低電平后，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)發(fā)送一個(gè)CLK脈沖，提示BC7281將DAT引腳恢復(fù)高阻輸入狀態(tài)，使得DAT線恢復(fù)成高電平，MCU在檢測(cè)該高電平后，可以開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)。在每個(gè)CLK的下降沿，數(shù)據(jù)移入存儲(chǔ)器。

串行接口數(shù)據(jù)寬度為8位，兩個(gè)字節(jié)一組構(gòu)成一條完整指令。指令格式如下：

顯示電路連接如下（僅畫出主要引腳）：

2.3程序部分代碼

顯示部分代碼如下：

3.兩種顯示方式應(yīng)用對(duì)比

系統(tǒng)早采用的是MAX7219的顯示方式。

MAX7219在硬件連接上要比BC7281簡(jiǎn)單很多，但是在使用中偶發(fā)不穩(wěn)定現(xiàn)象，特別是級(jí)聯(lián)多片（=3）MAX7219使