1 引言
顯示是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié),通常用數(shù)碼管顯示器LED作為輸出設(shè)備顯示一些信息和結(jié)果。在很多設(shè)備中，往往需要顯示一系列不斷遞增的連續(xù)數(shù)，例如采集數(shù)據(jù)過(guò)程中不僅要顯示采集數(shù)據(jù)的具體數(shù)值還要顯示已經(jīng)采集數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，那么采集數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)就是一系列連續(xù)數(shù)，又如很多生產(chǎn)設(shè)備要不斷顯示已加工好的零件或產(chǎn)品的數(shù)量等。
在傳統(tǒng)的顯示驅(qū)動(dòng)電路中,每一個(gè)LED顯示器需要一個(gè)譯碼芯片,而每一段又需要一個(gè)限流電阻,在顯示信息量較大時(shí),電路變得復(fù)雜而且也會(huì)占用系統(tǒng)很多資源。MAX7219芯片是美國(guó)MAXIM公司出品的新型緊湊型、可編程共陰極LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)芯片,它集BCD譯碼器、多路掃描器、段驅(qū)動(dòng)和位驅(qū)動(dòng)電路于一體, 內(nèi)含8×8位雙口靜態(tài)SRAM ,可保存8位LED數(shù)據(jù)。MAX7219芯片的外圍接口電路簡(jiǎn)單,使用方便,僅需三根I/O口線便可驅(qū)動(dòng)多塊LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。MAX7219只需一個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置所有LED的段電流,不僅可以克服常規(guī)的動(dòng)態(tài)顯示亮度不夠、閃爍等缺點(diǎn)，而且大大簡(jiǎn)化硬件電路并減少軟件的工作量，因此MAX7219芯片成為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中首選的LED顯示接口電路。MAX7219具有BCD譯碼模式和非譯碼模式。如果僅顯示一些連續(xù)數(shù)，當(dāng)然可采用非譯碼模式，這時(shí)可做一個(gè)TAB表，依次存放數(shù)字的相應(yīng)編碼, 通過(guò)使用查表指令即可實(shí)現(xiàn)。但生產(chǎn)實(shí)際中往往要顯示很多種數(shù)據(jù)，其它數(shù)據(jù)的顯示采用BCD譯碼顯示方式比較方便。雖然一片MAX7219可以在不同的LED同時(shí)輸出兩種顯示方式，但這樣將大大增加軟件編程的負(fù)擔(dān)，為使程序簡(jiǎn)化，可將連續(xù)數(shù)和其它數(shù)據(jù)同時(shí)采用BCD譯碼模式顯示。本文以MAX7219串行LED驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)LED顯示連續(xù)數(shù)1～99999為例，說(shuō)明其實(shí)現(xiàn)顯示連續(xù)數(shù)的方法。
2 硬件接口電路
MAX7219是24腳DIP塑料封裝元件,MAX7219芯片與AT89C52單片機(jī)及共陰極小電流LED段碼顯示器的接口電路簡(jiǎn)單,原理圖如圖1所示。AT89C52的引腳P1.0、P1.1、P1.2分別與MAX7219的DIN數(shù)據(jù)輸入管腳、LOAD鎖定輸入管腳、CLK時(shí)鐘輸入管腳相連。
MAX7219可通過(guò)V+ 管腳和ISET管腳之間所接的外部電阻RSET來(lái)控制顯示的亮度,RSET電阻越大段電流越小,硬件電路中RSET可采用10KΩ。為了減少外界的干擾,應(yīng)在MAX7219的V+ 管腳和GND管腳之間加上一個(gè)0.1μF的滌綸電容和一個(gè)10μF的鉭電容。
圖1 MAX7219與AT89C52單片機(jī)硬件接口電路
3 軟件編程
MAX7219與AT89C52芯片編程主要分為兩部分:初始化子程序、送顯子程序以及數(shù)據(jù)傳送。初始化程序主要是對(duì)MAX7219的顯示模式、顯示亮度、顯示位數(shù)等進(jìn)行初始化。本例中主要的初始化部分是選擇每一顯示位相應(yīng)的顯示方式為全譯碼方式,即給譯碼方式寄存器X9H 單元送相應(yīng)的數(shù)值0FFH；限制顯示掃描顯示位數(shù)為5位，即給掃描限制寄存器XBH 單元送相應(yīng)的數(shù)值04H。在線商城
數(shù)據(jù)傳送子程序是根據(jù)器件的傳送時(shí)序編寫(xiě)的子程序,其主要功能是串行傳送數(shù)據(jù)。送顯程序的功能是將要顯示的數(shù)值送到MAX7219的數(shù)據(jù)寄存器里,使其顯示出來(lái)。這兩部分的內(nèi)容在很多文獻(xiàn)中都有說(shuō)明，本文不多加說(shuō)明。
本文要重點(diǎn)介紹在數(shù)據(jù)傳送和送顯程序前面部分的處理程序，也就是使要顯示的一系列連續(xù)數(shù)1～99999逐步放入各個(gè)顯示數(shù)據(jù)暫存單元的程序。當(dāng)MAX7219采用BCD譯碼模式時(shí)，這個(gè)處理程序是往往是不好編程的，因?yàn)樗@示數(shù)據(jù)的位數(shù)不固定，要從一位數(shù)逐步跳變?yōu)槎辔粩?shù)。如果采用普通的設(shè)計(jì)思路，這個(gè)程序?qū)?huì)十分復(fù)雜。我們采用了一種新的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行編程，取得了令人滿意的結(jié)果。
顯示器顯示數(shù)據(jù)刷新的時(shí)間是根據(jù)需要而定的，本例采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器來(lái)進(jìn)行定時(shí)，在每次定時(shí)時(shí)間到后先執(zhí)行該處理程序，然后再調(diào)用數(shù)據(jù)傳送和送顯程序便可實(shí)現(xiàn)在LED數(shù)碼管上顯示連續(xù)數(shù)。
該處理程序的設(shè)計(jì)思想是在程序執(zhí)行前先將各顯示暫存單元中數(shù)字都清零，即讓顯示器最初顯示“00000”。每當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)先將個(gè)位暫存單元中的數(shù)字與9相減，結(jié)果不為0時(shí)，將個(gè)位數(shù)字加1后送入個(gè)位暫存單元并送出顯示（所有數(shù)的個(gè)位數(shù)字1～9的變化都通過(guò)該段程序完成）；如果結(jié)果為0，則將十位暫存單元中的數(shù)字與9相減，結(jié)果不為0時(shí)，則先將個(gè)位數(shù)字變?yōu)?，再將十位數(shù)字加1后分別送入個(gè)位、十位暫存單元并送出顯示（所有數(shù)的十位數(shù)字1～9的變化都通過(guò)該段程序完成）；如果十位數(shù)字與9相減結(jié)果為0，則要再將百位暫存單元中的數(shù)字與9相減比較，結(jié)果不為0時(shí)，則先將個(gè)位、十位數(shù)字都先變?yōu)?，再將百位數(shù)字加1后分別送入個(gè)位、十位、百位數(shù)據(jù)暫存單元并送出顯示（所有數(shù)的百位數(shù)字1～9的變化都通過(guò)該段程序完成）；如果百位數(shù)字與9相減比較結(jié)果為0，再將千位數(shù)字與9相減比較結(jié)果…如此下去，便可使顯示器顯示一系列連續(xù)數(shù)。例如程序執(zhí)行第一次時(shí)，個(gè)位暫存單元中的數(shù)字為0，它與9相減的結(jié)果不為0，那么將0加上1的結(jié)果1放入個(gè)位暫存單元送顯便顯示出數(shù)據(jù)“00001”，執(zhí)行第九次顯示數(shù)據(jù)為“00009”，執(zhí)行第十次時(shí)，要先將個(gè)位暫存單元中的數(shù)字9與9相減，結(jié)果為0，這時(shí)再將十位暫存單元中的數(shù)字0與9相減，0與9相減的結(jié)果不為0，這時(shí)先將個(gè)位數(shù)字變?yōu)?放入個(gè)位暫存單元，再將十位暫存單元中的數(shù)字0加上1后的結(jié)果1放入十位暫存單元送顯，便可顯示數(shù)據(jù)“00010”。要使顯示的數(shù)最大為99999，只需在每一數(shù)位與9比較之前判斷它的下一數(shù)位是否是十萬(wàn)位，如果下一數(shù)位是十萬(wàn)位時(shí)退出程序即可。該處理程序十分巧妙地根據(jù)要顯示的數(shù)不同數(shù)位上的數(shù)字與9比較的結(jié)果，來(lái)選擇執(zhí)行不同的程序段而達(dá)到目的，因此雖然程序設(shè)計(jì)思想復(fù)雜，但程序十分簡(jiǎn)單。程序如下：
（程序入口為C0）
C1:MOV @R1,#00H
INC R1在線商城
MOV A,R1
SUBB A,#45H ；判斷是否到十萬(wàn)位暫存單元45H
CLR C
JZ C2
C0:MOV A,@R1
SUBB A,#09H
JZ C1
MOV A,@R1
ADD A,#01H
MOV @R1,A
C2:MOV R1,#40H ；個(gè)位暫存單元40H送寄存器
RET
4 結(jié)論
用MAX7219作為顯示驅(qū)動(dòng)電路，只需三根端口線，且軟件驅(qū)動(dòng)編程簡(jiǎn)單，控制方式靈活，使顯示部分的電路和編程大為簡(jiǎn)化。本文通過(guò)一個(gè)實(shí)例說(shuō)明使用MAX7219驅(qū)動(dòng)LED顯示器在其 BCD譯碼模式下顯示連續(xù)數(shù)的方法，該方法已經(jīng)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和包裝設(shè)備上得到運(yùn)用，效果良好。本文創(chuàng)新點(diǎn)是：MAX7219芯片在其BCD譯碼模式下驅(qū)動(dòng)LED顯示器顯示連續(xù)數(shù)的軟件部分如果采用普通編程設(shè)計(jì)思路，程序會(huì)十分復(fù)雜。本文采用一種新穎獨(dú)特的編程思想，十分巧妙地根據(jù)要顯示的一系列連續(xù)數(shù)不同數(shù)位上的數(shù)字與9比較的結(jié)果，來(lái)選擇執(zhí)行不同的程序段而達(dá)到目的，使得程序十分簡(jiǎn)單。本程序可供其它單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)如既需要顯示產(chǎn)品個(gè)數(shù)又需要顯示產(chǎn)品其它參數(shù)的場(chǎng)合參考使用。
