用MCS-51单片机串行口对MAX7219及显示器控制的方法和程序

　　介绍MAX7219的功能，与MCS-51的时序配合及一种新颖的利用MCS-51串行方式0对MAX7219及显示器控制的方法和程序。

　　单片机系统通常需要有LED对系统的状态进行观测，而很多工业控制用单片机如MCS-51系列本身并无显示接口部分，需要外接显示的译码驱动电路。LED数码管显示有动态显示和静态显示两种方式。通常不管采用哪种显示方式，单片机往往都工作于并行I/O或存储器方式。作者在采用MCS-51单片机的控制系统中，利用MAXIM公司的串行接口8位LED显示驱动器MAX7219构成显示接口电路，仅需使用单片机3个引脚，即可实现对8位LED数码管的显示控制和驱动，线路非常简单，控制简单方便。

　　1 MAX7219的功能和设置

　　MAX7219芯片为MAXIM公司推出的串行输入/输出共阴极显示驱动器，是用一个芯片实现以往用软件完成的动态显示电路扫描工作的器件。每片可控制显示8个七段LED数码管、条形图或64个发光二极管，控制字简单，可与各种微机接口。为24引脚芯片，除与显示器连接外，与微机串行口为3线连接，芯片外部电路仅为一限制峰值段电流的电阻，线路简单，极大地方便了对显示器件的控制。该芯片控制的显示位数多，控制字少，可对全部或个别显示位的数据进行更新。并可方便地进行多个芯片的级联，扩展显示容量。MAX7219有多种封装形式，如窄式DIP封装。

　　MAX7219的串行数据格式如表1所示。其中：D12～D15位不用;D8～D11为显示位和各种工作方式的控制寄存器地址位，可选择要显示的位、解码方式、显示亮度、扫描位数、停止方式、显示测试等，其地址分布如表2所示;D0～D7为数据位，其形式与显示出的数字间的关系与解码方式有关。表2中X可为16进制任意值，一般取为0。每组16位数据中，首先接收的为最高有效位，最后接收的为最低有效位。

　　解码方式寄存器可设置各位数码管为解码显示方式，或非解码的数据位与显示段直接对应的显示方式。亮度寄存器用于与外部电阻配合控制数码管的显示亮度。扫描限制寄存器控制显示的位数。停机寄存器控制　　显示器为停机或正常工作状态，停机状态下描振荡器停止工作，消隐所有显示位。显示测试寄存器设置器件为正常工作或测试状态。空操作寄存器用于多个MAX7219级连。器件上电后所有控制寄存器复位。解码方式寄存器的值为非解码方式，亮度寄存器的值设置为最小，扫描寄存器设置为仅显示1位，停机寄存器处于停机状态，显示消隐。因此MAX7219必须经过初始化后才可正常工作。

　　MAX7219的工作时序如图1所示。数据由DIN引脚输入，最先输入的为最高位，在CLK的上升沿将数据位移入器件内的移位寄存器，LOAD引脚信号的上升沿将最后移入的16位数据锁存入相应的寄存器中，LOAD信号的上升沿必须与CLK的上升沿同时，或在其后。从DIN输入的数据经过16.5个CLK脉冲后移到DOUT引脚上。