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Maxim公司的MAX7219芯片用于動態(tài)掃描顯示驅動，芯片內(nèi)有可存儲顯示信息的8x8靜態(tài)RAM、動態(tài)掃描電路以及段、位驅動器。它與通用微處理器有3根串行線相連，最多可驅動8個共陰數(shù)碼管或64個發(fā)光二極管。采用MAX7219芯片實現(xiàn)LED數(shù)碼顯示，具有電路緊湊、可節(jié)省CPU的I/O接口、芯片功能強大、編程簡單等優(yōu)點，得到了廣大電路設計者認可。然而MAX7219的工作電壓為5V，共陰極LED顯示驅動，只適用于3.5V以下電壓驅動的LED數(shù)碼管，限制了其使用范圍。

　　本文提出一種基于MAX7219芯片，具有擴展驅動能力的LED數(shù)碼顯示電路。主要應用在大尺寸、高亮度LED數(shù)碼管的顯示電路。

　　1 電路器件功能簡介

　　1.1 MAX7219功能簡介

　　MAX7219為24引腳芯片，如圖1所示。有+5V電源和2個GND引腳；DIG 0～DIG 7引腳為8位數(shù)字驅動線，輸出位選信號；SEG A～SEG G和SEG DP引腳為LED 7段驅動線和小數(shù)點線，供給顯示器驅動電流；SET引腳外接電阻調整LED顯示亮度；DIN（數(shù)據(jù)輸入端）、CLK（時鐘輸入端）、LOAD（鎖存信號）引腳，構成與通用微處理器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級聯(lián)擴展顯示。

圖1 MAX7219的引腳分布

　　16位數(shù)據(jù)采用串行移位接收方式，即單片機將16位二進制數(shù)逐位發(fā)送到DIN端。在CLK上升沿到來前準備就緒，CLK的每個上升沿將一位數(shù)據(jù)移入MAX7219內(nèi)移位寄存器，當16位數(shù)據(jù)移入完畢，在LOAD引腳信號上升沿將16位數(shù)據(jù)裝入MAX7219內(nèi)的相應位置，在MAX7219內(nèi)部硬件動態(tài)掃描顯示控制電路作用下實現(xiàn)動態(tài)顯示。對MAX7219的控制操作很方便，其片內(nèi)具有8個位寄存器和6個控制寄存器。位寄存器對應LED的具體顯示內(nèi)容，控制寄存器決定LED的工作方式。控制寄存器分別為：不工作方式寄存器、譯碼方式寄存器、亮度控制寄存器、掃描個數(shù)寄存器、關閉寄存器、顯示測試寄存器。寄存器的操作格式為2字節(jié)的串行數(shù)據(jù)，第一個字節(jié)為寄存器地址，第二個字節(jié)為控制命令或待顯示數(shù)據(jù)。

　　1.2 ULN2803驅動電路

　　ULN2803是摩托羅拉公司生產(chǎn)的具有高電壓、大電流的8路達林頓驅動器，廣泛應用于計算機、工業(yè)和消費類產(chǎn)品中。管腳連接見圖2所示，引腳1～8為8路輸入端，TTL電平驅動，引腳11～18為對應的8路集電極開路輸出口，上掛負載，最大工作電壓50V，驅動電流可達500mA，引腳10為COM端，當上掛電阻性負載時，引腳10開路；當上掛電感性負載時，引腳10接負載電源，構成在每個感性負載兩端并聯(lián)一個續(xù)流二極管以防止反電勢擊穿器件。

圖2 ULN2803管腳連接

　　基于MAX7219芯片的大尺寸LED數(shù)碼顯示驅動電路，保留MAX7219的使用優(yōu)點的同時，實現(xiàn)了在顯示電路作用下的大尺寸數(shù)碼管的動態(tài)顯示，另外驅動電路可通過微處理器輸出的脈寬調制信號PWM，實現(xiàn)數(shù)碼管得兩度可調。經(jīng)實驗測試證明該電路工作性能穩(wěn)定，具有很高的實用價值。