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)，數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)"8"可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極（COM）的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V,當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極（COM）的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。

　　LED的技術(shù)進(jìn)步是擴(kuò)大市場(chǎng)需求及應(yīng)用的推動(dòng)力。初，LED只是作為微型指示燈，在計(jì)算機(jī)、音響和錄像機(jī)等設(shè)備中應(yīng)用，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，LED顯示器正在迅速崛起，近年來(lái)逐漸擴(kuò)展到證券行情股票機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、PDA以及手機(jī)領(lǐng)域。LED顯示器集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理于一體，以其色彩鮮艷、動(dòng)態(tài)范圍廣、亮度高、壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，成為優(yōu)勢(shì)的新一代顯示媒體，目前，LED顯示器已廣泛應(yīng)用于大型廣場(chǎng)、商業(yè)廣告、體育場(chǎng)館、信息傳播、新聞發(fā)布、證券交易等，可以滿足不同環(huán)境的需要。

　　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)中的LED顯示接口電路。

　　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.

　　數(shù)據(jù)傳送子程序是根據(jù)器件的傳送時(shí)序編寫的子程序，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)。

　　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。

　　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)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。程序如下：

　?。ǔ绦蛉肟跒镃0）

　　C1:MOV @R1,#00H

　　INC R1

　　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。