快速入門：使用MAX6954驅(qū)動14段LED顯示器

摘要：本文旨在幫助工程師快速掌握MAX6954驅(qū)動14段單色LED顯示器的使用方法。

MAX6954是一個通用顯示驅(qū)動器，能夠通過一個串口控制多個分立、7段、14段或16段LED顯示器。本篇應(yīng)用筆記介紹驅(qū)動8位單色、14段LED顯示器的典型應(yīng)用與配置。

有關(guān)MAX6954的詳細信息請參考MAX6954的數(shù)據(jù)資料。

應(yīng)用筆記"快速入門：使用MAX6954驅(qū)動7段LED顯示器"和"快速入門：使用MAX6954驅(qū)動16段LED顯示器"與本文類似，分別介紹了如何配置MAX6954驅(qū)動7段和16段顯示器。

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圖1. MAX6954驅(qū)動14段顯示器電路

表1. 與八位14段顯示器連線表

DIGIT

O0

O1

O2

O3

O4

O5

O6

O7

O8

O9

O10

O11

O12

O13

O14

O15

O16

O17

O18

0

CCO

--

a

--

b

c

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

1

--

CC1

a

--

b

c

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

2

a

--

CC2

--

b

c

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

3

a

--

--

CC3

b

c

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

4

a

--

b

c

CC4

--

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

5

a

--

b

c

--

CC5

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

6

a

--

b

c

d

--

CC6

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

7

a

--

b

c

d

--

--

CC7

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

圖2. 14段顯示器的段標識

圖3. 14段顯示字模

MAX6954的一個常見應(yīng)用是驅(qū)動多達8位的14段單色LED。本篇應(yīng)用筆記指導用戶如何連接MAX6954與14段顯示器，以及如何配置其內(nèi)部寄存器控制顯示內(nèi)置字模中的104個字符。

MAX6954使用一種交替改變驅(qū)動器端口極性的復(fù)用技術(shù)來減少引腳數(shù)目。這與驅(qū)動器陰極和陽極引腳單獨使用的標準LED復(fù)用連接方式不同。應(yīng)用筆記1880對這一技術(shù)進行了討論。表1為MAX6954與14段顯示器的連線表，此表兼容于MAX6954的復(fù)用配置及其104個字符的內(nèi)置字模。表1中的字母對應(yīng)于圖2中的段標識。圖1為MAX6954驅(qū)動八位14段顯示器的電路示意圖。

完成MAX6954與14段顯示器連線后，可利用顯示測試模式檢查連線正確性。顯示測試模式不受控制和數(shù)據(jù)寄存器影響，點亮顯示器所有的段，但不改變?nèi)魏渭拇嫫鲀?nèi)容。向寄存器0x07寫入0x01啟動顯示測試模式。測試模式下顯示器如果有不亮的段則說明連線有誤。向寄存器0x07寫入0x00退出顯示測試模式。

完成連線檢查后，需要按驅(qū)動14段顯示器的要求設(shè)置MAX6954寄存器值。表2包括MAX6954一些重要寄存器的上電初始值。MAX6954初次上電時處于關(guān)斷模式，各位顯示消隱，掃描位數(shù)被設(shè)為最大，即八位。通過向寄存器0x0C寫入0xFF可將MAX6954設(shè)置成驅(qū)動14段顯示器的模式。譯碼模式寄存器(0x01)的默認值適用于14段顯示器。

表2. MAX6954寄存器上電初始狀態(tài)

REGISTER	POWER-UP CONDITION	ADDRESS (HEX)	REGISTER DATA
			D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
Decode Mode	Font map enabled	0x01	1	1	1	1	1	1	1	1
Global Intensity	1/16 (minimum intensity)	0x02	X	X	X	X	0	0	0	0
Scan Limit	Display eight digits: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7	0x03	X	X	X	X	X	1	1	1
Control Register	Shutdown enabled, blink disabled, blink speed is slow	0x04	0	0	X	X	0	0	0	0
Display Test	Normal operation (display test disabled)	0x07	X	X	X	X	X	X	X	0
Digit Type	Digits 0 through 7 are 16 segment digits	0x0C	0	0	0	0	0	0	0	0
Intensity10	1/16 (min on), digits 1 and 0	0x10	0	0	0	0	0	0	0	0
Intensity32	1/16 (min on), digits 3 and 2	0x11	0	0	0	0	0	0	0	0
Intensity54	1/16 (min on), digits 5 and 4	0x12	0	0	0	0	0	0	0	0
Intensity76	1/16 (min on), digits 7 and 6	0x13	0	0	0	0	0	0	0	0
Digit 0	Blank digit, both planes	0x60	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 1	Blank digit, both planes	0x61	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 2	Blank digit, both planes	0x62	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 3	Blank digit, both planes	0x63	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 4	Blank digit, both planes	0x64	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 5	Blank digit, both planes	0x65	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 6	Blank digit, both planes	0x66	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 7	Blank digit, both planes	0x67	0	0	1	0	0	0	0	0

配置寄存器(0x01)用來設(shè)置進入和退出關(guān)斷模式，控制閃爍功能，全局清除各位數(shù)據(jù)，以及選擇對各位亮度進行全局還是單獨控制。配置寄存器包含7位(見表3)。

• S位用來選擇關(guān)斷模式還是正常工作模式(讀/寫)。
• B位用來選擇閃爍速率(讀/寫)。
• E位用來全局啟動或禁止閃爍功能(讀/寫)。
• T位用來復(fù)位閃爍時序(此數(shù)據(jù)不被存儲―瞬態(tài)位)。
• R位用來全局清除所有顯示位對應(yīng)的P0和P1兩級寄存器(此數(shù)據(jù)不被存儲―瞬態(tài)位)。
• I位用來選擇對各位亮度進行全局還是單獨控制(讀/寫)。
• P位用來返回當前閃爍時序相位(只讀―向此位寫入值將被忽略)。

通過向寄存器0x04寫入0x01啟動顯示器驅(qū)動器，同時將工作方式設(shè)置為全局亮度控制、禁止閃爍。內(nèi)部振蕩器在MAX6954退出關(guān)斷模式時啟動，振蕩器輸出引腳為OSC_OUT。注意，數(shù)據(jù)控制寄存器0x60至0x67上電狀態(tài)為0x20或沒有段被點亮時，14段顯示器保持顯示消隱(見表2和圖3)。

表3. 配置寄存器格式

CONFIGURATION REGISTER DATA BIT	DATA BIT LABEL	STATE	FUNCTION
D7	P	0	P1 Blink Phase
		1	P0 Blink Phase
D6	I	0	Intensity for all digits is controlled by one setting in the Global Intensity Register
		1	Intensity for digits is controlled by the individual settings in the Intensity10 through Intensity76 registers.
D5	R	0	Digit data for both planes P0 and P1 are unaffected
		1	Digit data for both planes P0 and P1 are cleared on the rising edge of /CS\
D4	T	0	Blink timing counters are unaffected.
		1	Blink timing counters are reset on the rising edge of /CS\.
D3	E	0	Blink function disabled
		1	Blink function enabled
D2	B	0	Slow Blinking. Segments blink on for 1s, off for 1s with fOSC = 4MHz.
		1	Fast Blinking. Segments blink on for 0.5s, off for 0.5s with fOSC = 4MHz.
D1	X	X	Don't care
D0	S	0	Shutdown
		1	Normal Operation

表4. 顯示數(shù)據(jù)組合配置實例

DIGIT TYPE REGISTER SETTING	ADDRESS CODE (HEX)	REGISTER DATA
		D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
Digits 7-0 are 14-segment digits	0x0C	1	1	1	1	1	1	1	1

MAX6954內(nèi)置了用于14段顯示器的104個字符的ASCII字模圖。字符為標準ASCII字模加這些常用符號。用7位表示這104個字符，第8位用于選擇是否點亮小數(shù)點(DP) (見表5)。數(shù)據(jù)寄存器有兩級，P0和P1。每個顯示位用存儲器中的2字節(jié)表示，一個字節(jié)位于P0，另一個位于P1 (見表8)。數(shù)據(jù)寄存器為映射地址方式，所以每位數(shù)據(jù)可在P0 (寄存器0x20至0x27)中更新，也可在P1 (寄存器0x40至0x47)中更新，還可以兩級同時更新(寄存器0x60至0x67)。數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)并不直接控制14 (原文誤為16)段顯示器中各段的顯示。而是被用來尋址一個存儲著14段字模數(shù)據(jù)的字符發(fā)生器(見圖3)。寄存器數(shù)據(jù)低7位(D6至D0)用來從字模中選擇字符。最高位(D7)控制小數(shù)點(DP)顯示；置為1則顯示DP，置為0則不顯示DP。

表5. 數(shù)據(jù)寄存器格式

MODE	ADDRESS CODE (HEX)	REGISTER DATA
		D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
14-segment mode, writing digit data to use font map data with decimal place unlit	0x20 to 0x27 0x40 to 0x47 0x60 to 0x67	0	Bits D6 to D0 select font character 0 to 127
14-segment mode, writing digit data to use font map data with decimal place lit	0x20 to 0x27 0x40 to 0x47 0x60 to 0x67	1	Bits D6 to D0 select font character 0 to 127

如果閃爍功能被配置寄存器閃爍使能位E (見表3)禁止，則P0中數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)被用作顯示器復(fù)用。而P1中數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)不被使用。如果閃爍功能被啟用，則交替使用P0和P1中的數(shù)據(jù)復(fù)用顯示器。P0和P1中的數(shù)據(jù)分別應(yīng)用于閃爍時鐘交替變化的不同相位，從而復(fù)用LED顯示器實現(xiàn)閃爍功能。

下面是一個利用MAX6954驅(qū)動顯示八個字符，“MAXIM-IC”，的實例。設(shè)置配置寄存器禁止閃爍功能，這樣就可以通過向寄存器0x20至0x27寫入數(shù)據(jù)來分別控制數(shù)據(jù)位0至7。使用圖3中的字模圖得到每個字符對應(yīng)的代碼。

表6. MAXIM-IC的實例

REGISTER ADDRESS (HEX)	DIGIT	CHARACTER	FONT MAP EQUIVALENT CODE
			DECIMAL	HEX
0x20	0	M	0100 1101	0x4D
0x21	1	A	0100 0001	0x41
0x22	2	X	0101 1000	0x58
0x23	3	I	0100 1001	0x49
0x24	4	M	0100 1101	0x4D
0x25	5	-	0010 1101	0x2D
0x26	6	I	0100 1001	0x49
0x27	7	C	0100 0011	0x43

通過向寄存器0x02 (全局亮度控制寄存器)寫入數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)顯示亮度，亮度可在0x00 (最小亮度，1/16的電流)和0xFF (最大亮度，15/16的電流)之間調(diào)節(jié)。也可以對每一位的亮度進行單獨控制。關(guān)于顯示亮度調(diào)節(jié)和其它先進特性(如GPIO和按鍵掃描)的詳細信息請參考MAX6954的數(shù)據(jù)資料，

表7. 快速入門實例的命令總結(jié)

REGISTER (HEX)	COMMAND (HEX)	FUNCTION
0x07	0x01	Enter display test mode
0x07	0x00	Exit display test mode
0x0C	0xFF	Set all eight digits to use the 14-segment font map
0x04	0x01	Exit shutdown mode, disable blinking and select global intensity control
0x20	0x4D	Write "M" to digit 0
0x21	0x41	Write "A" to digit 1
0x22	0x58	Write "X" to digit 2
0x23	0x49	Write "I" to digit 3
0x24	0x4D	Write "M" to digit 4
0x25	0x2D	Write "-" to digit 5
0x26	0x49	Write "I" to digit 6
0x27	0x43	Write "C" to digit 7
0x02	0xFF	Set global intensity to full-scale

表8. MAX6954/MAX6955的部分寄存器地址圖

REGISTER	ADDRESS (COMMAND BYTE)								ADDRESS (HEX CODE)
	D15	D14	D13	D12	D11	D10	D9	D8
Decode Mode	R//W\	0	0	0	0	0	0	1	0x01
Global Intensity	R//W\	0	0	0	0	0	1	0	0x02
Scan Limit	R//W\	0	0	0	0	0	1	1	0x03
Configuration	R//W\	0	0	0	0	1	0	0	0x04
Display Test	R//W\	0	0	0	0	1	1	1	0x07
Digit Type	R//W\	0	0	0	1	1	0	0	0x0C
Intensity 10	R//W\	0	0	1	0	0	0	0	0x10
Intensity 32	R//W\	0	0	1	0	0	0	1	0x11
Intensity 54	R//W\	0	0	1	0	0	1	0	0x12
Intensity 76	R//W\	0	0	1	0	0	1	1	0x13
Digit 0 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	0	0	0	0x20
Digit 1 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	0	0	1	0x21
Digit 2 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	0	1	0	0x22
Digit 3 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	0	1	1	0x23
Digit 4 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	1	0	0	0x24
Digit 5 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	1	0	1	0x25
Digit 6 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	1	1	0	0x26
Digit 7 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	1	1	1	0x27
Digit 0 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	0	0	0	0x40
Digit 1 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	0	0	1	0x41
Digit 2 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	0	1	0	0x42
Digit 3 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	0	1	1	0x43
Digit 4 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	1	0	0	0x44
Digit 5 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	1	0	1	0x45
Digit 6 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	1	1	0	0x46
Digit 7 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	1	1	1	0x47