两种LED显示方式应用对比-基础电子

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本文研究采用了MAX7219和BC7281控制芯片来实现对LED的显示和控制的不同。

1.MAX7219显示方式应用

1.1MAX7219简介

MAX7219是MAXIM公司生产的8位7段LED串行输入／输出共阴显示驱动芯片，目前针对它的应用介绍较多[1,2]。MAX7219提供了诸多寄存器，允许使用者对译码显示、显示亮度、扫描限制等诸多方面进行控制。

1.2系统硬件连接

MAX7219与单片机有三根引线连接：DIN、CLK和LOAD。DIN是串行数据输入端，CLK为时钟频率，LOAD用来锁存信号。

单片机以16位数据包的形式将二进制数逐位发送到DIN端，在CLK的每一个上升沿将一位数据移入MAX7219的移位寄存器。在16位数据传送过程中，LOAD一定要维持低电平，当16位数据移入完，LOAD必须在第16个CLK上升沿同时或之后，但在下一个CLK上升沿之前变高，将数据装入内部相应寄存器，否则数据将丢失。在多片MAX7219级联使用时，还需要将上一片的DOUT引脚连接到下一片的DIN，CLK与LOAD引脚公用。

16位数据格式如下：

显示电路连接如下（仅画出主要引脚）：

1.3程序部分代码

显示部分代码如下：

2.BC7281显示方式应用

2.1BC7281简介

BC7281是16位LED数码管显示及键盘接口专用芯片，其各位可独立按不同的译码或不译码显示，可独立控制闪烁属性及显示亮度，并可随时改变闪烁频率。

BC7281内部包括16个显示寄存器和15个控制寄存器，地址范围从00H-1FH；其中显示寄存器的地址为00H-0FH，而为常用的控制寄存器是工作模式寄存器，地址12H，其各数据位意义如下：

MOD：移位寄存器模式控制。当MOD=0，适用于一般移位寄存器，如74HC164等；当MOD=1，适用于带有二级锁存的移位寄存器，如74HC595等。

INV：段驱动数据输出极性控制。当INV=0时，各位显示寄存器的数据直接通过移位寄存器输出作为段驱动数据；当INV=1时，显示寄存器的内容经过反相后才从移位寄存器输出。

KMS：键盘工作模式选择。

BMS：闪烁控制模式选择。当BMS=0时，采用一个闪烁开关控制寄存器（10H）控制各显示位的闪烁属性，第8-15个显示位不能单独控制；当BMS=1时，工作于扩展模式，由10H控制0-7位的闪烁属性，由扩展控制寄存器19H控制8-15位的闪烁属性。

ES：节能模式。该位置为1时，有效驱动电流减小为正常状态的一半（显示亮度随之降低）。

KO：显示关闭模式。该位置为1时，显示扫描关闭，但键盘仍保持工作。（显示寄存器内容不被删除，并可以更新）。

RP：寄存器保护模式。当RP=1时，BC7281内部的寄存器不能够直接改写。

SCN：扫描使能控制。当SCN=0时，扫描被禁止，包括显示扫描和键盘扫描；当SCN=1时，扫描被使能。

2.2系统硬件连接

BC7281在显示时采用高速二线接口与MCU进行通讯，只占用很少的I/O口资源和主机时间，两根线分别为数据线DAT和同步时钟线CLK。DAT：与MCU串行通讯数据端，为双向数据传输口，作为输出时为漏极开路输出，需要外接上拉电阻；CLK：与MCU通讯时钟端，下降沿有效。

接口空闲时，BC7281的DAT引脚处于高阻输入状态，上拉电阻使得DAT线上为高电平。开始传送数据时，MCU必须先与BC7281建立握手信号，MCU先向BC7281发送若干CLK时钟脉冲，同时检测DAT线，而BC7281收到握手脉冲后会在DAT线上输出一低电平，表示准备好接收MCU数据，MCU检测到DAT低电平后，在规定时间内继续发送一个CLK脉冲，提示BC7281将DAT引脚恢复高阻输入状态，使得DAT线恢复成高电平，MCU在检测该高电平后，可以开始发送数据。在每个CLK的下降沿，数据移入存储器。

串行接口数据宽度为8位，两个字节一组构成一条完整指令。指令格式如下：

显示电路连接如下（仅画出主要引脚）：

2.3程序部分代码

显示部分代码如下：

3.两种显示方式应用对比

系统早采用的是MAX7219的显示方式。

MAX7219在硬件连接上要比BC7281简单很多，但是在使用中偶发不稳定现象，特别是级联多片（=3）MAX7219使