大尺寸LED數(shù)碼顯示驅(qū)動電路設(shè)計

?

　　Maxim公司的MAX7219芯片用于動態(tài)掃描顯示驅(qū)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(qū)動器。它與通用微處理器有3根串行線相連，最多可驅(qū)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(shè)計者認(rèn)可。然而MAX7219的工作電壓為5 V，共陰極LED顯示驅(qū)動，只適用于3.5 V以下電壓驅(qū)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(qū)動能力的LED數(shù)碼顯示電路。主要應(yīng)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+5 V電源和2個GND引腳;DIG 0～DIG 7引腳為8位數(shù)字驅(qū)動線，輸出位選信號;SEG A～SEG G和SEG DP引腳為LED 7段驅(qū)動線和小數(shù)點線，供給顯示器驅(qū)動電流;SET引腳外接電阻調(diào)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(gòu)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(jìn)制數(shù)逐位發(fā)送到DIN端。在CLK上升沿到來前準(zhǔn)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(dāng)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(yīng)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(yīng)LED的具體顯示內(nèi)容，控制寄存器決定LED的工作方式?？刂萍拇嫫鞣謩e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(guān)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(qū)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(dá)林頓驅(qū)動器，廣泛應(yīng)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(qū)動，引腳11～18為對應(yīng)的8路集電極開路輸出口，上掛負(fù)載，最大工作電壓50 V，驅(qū)動電流可達(dá)500 mA，引腳10為COM端，當(dāng)上掛電阻性負(fù)載時，引腳10開路;當(dāng)上掛電感性負(fù)載時，引腳10接負(fù)載電源，構(gòu)成在每個感性負(fù)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