1、MAX7219

MAX7219是MAXIM公司生產(chǎn)的串行輸入/輸出共陰極數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片，一片MAX7219可驅(qū)動(dòng)8個(gè)7段（包括小數(shù)點(diǎn)共8段）數(shù)字LED、LED條線圖形顯示器、或64個(gè)分立的LED發(fā)光二級(jí)管。該芯片具有10MHz傳輸率的三線串行接口可與任何微處理器相連，只需一個(gè)外接電阻即可設(shè)置所有LED的段電流。

它的操作很簡(jiǎn)單，MCU只需通過模擬SPI三線接口就可以將相關(guān)的指令寫入MAX7219的內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)寄存器，同時(shí)它還允許用戶選擇多種譯碼方式和譯碼位。此外它還支持多片7219串聯(lián)方式，這樣MCU就可以通過3根線（即串行數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘線和芯片選通線）控制更多的數(shù)碼管顯示。MAX7219的外部引腳分配如圖1所示及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 ?MAX7219的外部引腳分配

圖2 ?MAX7219的內(nèi)部引腳分配

1）引腳功能：

DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端。當(dāng)CLK為上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)存入內(nèi)部的16位寄存器

DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端，用于級(jí)連擴(kuò)展

LOAD：裝載數(shù)據(jù)輸入，在裝載的上升沿，串行輸入的最后一個(gè)16位數(shù)據(jù)被鎖存。

CLK：串行時(shí)鐘輸入，其最大工作頻率可達(dá)10MHz。時(shí)鐘上升沿是數(shù)據(jù)輸入，時(shí)鐘下降時(shí)數(shù)據(jù)從串行數(shù)據(jù)輸出口輸出

DIG0~DIG7：8位LED位選線，從共陰極LED中吸入電流

SEGA~SEGGDP7段驅(qū)動(dòng)和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)

ISET：通過一個(gè)10k電阻和Vcc相連，設(shè)置段電流

GND：地線

V+：電源

2）MAX7219寄存器：

MAX7219有下列幾組寄存器：（如圖3）

MAX7219內(nèi)部的寄存器如圖3，主要有：譯碼控制寄存器、亮度控制寄存器、掃描界限寄存器、關(guān)斷模式寄存器、測(cè)試控制寄存器。編程時(shí)只有正確操作這些寄存器，MAX7219才可工作。

圖 3 MAX7219內(nèi)部的相關(guān)寄存器

（1）譯碼控制寄存器（X9H）

如圖4所示，MAX7219有兩種譯碼方式：B譯碼方式和不譯碼方式。當(dāng)選擇不譯碼時(shí)，8個(gè)數(shù)據(jù)為分別一一對(duì)應(yīng)7個(gè)段和小數(shù)點(diǎn)位；B譯碼方式是BCD譯碼，直接送數(shù)據(jù)就可以顯示。實(shí)際應(yīng)用中可以按位設(shè)置選擇B譯碼或是不譯碼方式。

圖4 MAX7219的譯碼控制寄存器

當(dāng)選擇軟件譯碼方式時(shí)，數(shù)據(jù)D7～D0對(duì)應(yīng)的MAX7219碼的各段筆劃如表5所列。當(dāng)工作于硬件（B碼）譯碼模式時(shí)，譯碼器只選擇數(shù)據(jù)寄存器中較低的幾位（D3～D0），不考慮D4～D6位。D7位顯示十進(jìn)制小數(shù)點(diǎn)，獨(dú)立于譯碼器，當(dāng)D7=1時(shí)，十進(jìn)制小數(shù)DP點(diǎn)亮。字符0～9對(duì)應(yīng)的16進(jìn)制碼為&TImes;0～&TImes;9，字符-、E、H、L、P和消隱分別對(duì)應(yīng)的16進(jìn)制碼為×A～×F。

（2）掃描界限寄存器（XBH）

如圖5所示，此寄存器用于設(shè)置顯示的LED的個(gè)數(shù)（1~8），比如當(dāng)設(shè)置為0xX4時(shí)，LED0~5顯示。

圖5 MAX7219的掃描界限控制寄存器

（3）亮度控制寄存器（XAH）

共有16級(jí)可選擇，用于設(shè)置LED的顯示亮度，從0xX0~0xXF

（4）關(guān)斷模式寄存器（XCH）

共有兩種模式選擇，一是關(guān)斷狀態(tài)，（最低位D0=0）一是正常工作狀態(tài)（D0=1）。

（5）顯示測(cè)試寄存器（XFH）

顯示檢測(cè)寄存器有兩種操作模式：一般測(cè)試和顯示測(cè)試。顯示測(cè)試模式時(shí)所有的LED點(diǎn)亮，方法是將所有控制字寄存器（包括關(guān)閉寄存器）置成無效。在顯示測(cè)試模式下掃描8位的串行接口8位LED顯示驅(qū)動(dòng)器MAX7219工作周期是31/32。正常測(cè)試的16進(jìn)制碼為×0，顯示測(cè)試的16進(jìn)制碼為×1。

（6）空操作寄存器

空操作寄存器在MAX7219串接時(shí)使用，把所有芯片的LOAD端連在一起，并將DOUT連接到下一個(gè)MAX7219的DIN上。DOUT是CMOS輸出，可以驅(qū)動(dòng)后邊的串接MAX7219。例如，4個(gè)MAX7219串聯(lián)，然后寫第4個(gè)片子，再送入設(shè)想的16位字，緊跟3個(gè)空操作碼（×0××），當(dāng)LOAD升高時(shí)，所有裝置的數(shù)據(jù)被鎖存，前3個(gè)芯片接到空操作命令，第4個(gè)芯片接到設(shè)想的數(shù)據(jù)。

2、74HC595引腳圖

74HC595管腳功能

1）74HC595工作原理：

（1）74HC595的數(shù)據(jù)端：

QA--QH： 八位并行輸出端，可以直接控制數(shù)碼管的8個(gè)段。

QH‘： 級(jí)聯(lián)輸出端。我將它接下一個(gè)595的SI端。

SI： 串行數(shù)據(jù)輸入端。

（2）74hc595的控制端說明：

/SCLR（10腳）： 低電平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。通常我將它接Vcc。

SCK（11腳）：上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位。QA--》QB--》QC--》。。。--》QH；下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。（脈沖寬度：5V時(shí)，大于幾十納秒就行了。我通常都選微秒級(jí)）

（3）控制移位寄存器

SCK 上升沿 數(shù)據(jù) 移位

SCK 下降沿 數(shù)據(jù) 保持

RCK（12腳）：上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入存儲(chǔ)寄存器，下降沿時(shí)存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變。通常我將RCK置為低電平，當(dāng)移位結(jié)束后，在RCK端產(chǎn)生一個(gè)正脈沖（5V時(shí)，大于幾十納秒就行了。我通常都選微秒級(jí)），更新顯示數(shù)據(jù)。

（4）控制存儲(chǔ)寄存器

RCK 上升沿 移位寄存器 的 數(shù)據(jù)進(jìn)入 存儲(chǔ)寄存器 RCK 下降沿 存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變

/G（13腳）： 高電平時(shí)禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機(jī)的引腳不緊張，用一個(gè)引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時(shí)省力。

　　74595的主要優(yōu)點(diǎn)是具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器，在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在串行速度慢的場(chǎng)合很有用處，數(shù)碼管沒有閃爍感。

　　與74hc164只有數(shù)據(jù)清零端相比，74hc595還多有輸出端時(shí)能/禁止控制端oe，可以使輸出為高阻態(tài)。所以是用這塊芯片會(huì)更方便。

　　74HC595時(shí)序圖

　　74HC595是具有8位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。移位寄存器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。數(shù)據(jù)在SHcp（見時(shí)序圖）的上升沿輸入，在STcp（見時(shí)序圖）的上升沿進(jìn)入的存儲(chǔ)寄存器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（Ds），和一個(gè)串行輸出（Q7’），和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能OE時(shí)（為低電平），存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。

3、max7219與74hc595區(qū)別

MAX7219一共有24根引腳，這里面有一些跟74HC595的引腳功能類似的引腳如下：

可以看出，MAX7219跟74HC595一樣也是通過DIN引腳串行輸入數(shù)據(jù)，在CLK引腳的上升沿移入移位寄存器，在LOAD引腳的上升沿將位移寄存器的數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)部的各種寄存器里。不同的是：

74HC595的移位寄存器是8位的，而MAX7219的移位寄存器是16位的，每次串行輸入數(shù)據(jù)需要連續(xù)輸入16位數(shù)據(jù)。

74HC595內(nèi)部只有1個(gè)8位的鎖存器，功能很簡(jiǎn)單，只是原樣輸出到8根輸出引腳。而MAX7219內(nèi)部有好幾個(gè)不同功能的寄存器。