选用MAXIM公司的SPI接口显示驱动器芯片MAX7219组成LED数码管显示器，接口电路结构简单，编程方便。

（1）LED显示驱动器MAX7219

MAX7219是一个专用的串行输入/输出七段共阴极LED显示、图条、柱图显示或64点阵显示驱动器。它采用3线串行接口传送数据，接口简便。每片可驱动多达8个LED数码管，最多可以串接8片MAX7219，驱动64个数码管。内部共有14个寄存器，其中6个为控制寄存器，8个为数据寄存器。数据寄存器存放待显示的数值，控制寄存器决定MAX7219的工作模式。只需一个外部电阻（最小为9.53kΩ，此时典型段电流为37mA）即可调节LED的段电流，且允许程序方便地调节LED显示的亮度。MAX7219可选择LED显示器的扫描个数。有非译码和BCD码译码2种显示模式。具有150μA的低功耗停机模式、从1～8选择扫描位数和对所有LED显示器的测试模式。

图15-21给出了MAX7219芯片的引脚排列。图中V+接+5V电源，GND接地；DIN为串行数据输入端，当CLK为上升沿时，数据载入16位内部移位寄存器；CLK为串行时钟输入端，最大工作频率为10MHz；LOAD为片选端，当LOAD为低电平时，该器件接收来自DIN的数据，接收完毕，LOAD返回高电平时，接收的数据将锁定；DIG0～DIG7为吸收显示器共阴极电流的位驱动线，其最大值可达500mA，在关闭状态时，输出V+；SEGA～SEGG和SEGDP驱动显示器7段及小数点的输出电流（约40mA），可软件调整，关闭状态时，接到GND；DOUT为串行数据输出端，用于直接接到下一片MAX7219的DIN端进行串联；ISET端接一个电阻到电源+V，设置峰值段电流，以调节显示器亮度。

图15-21 MAX7219引脚图

MAX7219的数据接收装载时序图如图15-22所示。由图可知，当LOAD信号为低时，在每个CLK的上升沿，DIN端的数据移入MAX7219内部移位寄存器中。LOAD必须在16个CLK同时或之后由低变高（上升沿），被移入的数据才会被锁存进入内部控制寄存器或数据寄存器中。接收的第一个数据放置在内部寄存器的D15位，最后一个数据放置在D0位。在16.5个CLK之后，在DOUT端可以观测到DIN端输入的数据。在CLK的下降沿有数据输出。

下表给出了MAX7219命令与数据所组成的16位数据格式。

MAX7219片内包括BCD译码器、多路扫描控制器、字和位驱动器和8×8静态RAM。MAX7219有14个可寻址命令寄存器，其中8个是8位LED数据寄存器，6个是控制寄存器包括非工作寄存器、译码方式寄存器、亮度寄存器、扫描界限寄存器、停机寄存器和显示测试寄存器。各内部功能寄存器含义如下：

图15-22 MAX7219的数据接收装载时序图(www.daowen.com)

●数据存储寄存器（DIG0～DIG7）。用来存放显示数据，其地址码分别为x1H～x8H（x为0～F的任意数）。MAX7219在BCD译码显示方式时，x1H～x8H中存储的数据为x0H～xFH，这时数码管显示0～9、-、E、F、H、L、P或空显示，按数据位的最高位设定小数点状态，置1则点亮小数点，否则为0；在非译码方式显示中，x1H～x8H中存放的数为一个不定值，相应的笔划要显示时其值为1，不显示时为0。DP、A～G与D7～D0为一一对应关系。

●非工作寄存器（No Operation）。作为MAX7219串联时使用，其地址为x0H。这个寄存器是在MAX7219串联时，允许数据通过而不会对当前MAX7219产生影响。当其最低位D0=0时，MAX7219处于停止工作状态；当D0=1时，处于正常工作状态。

●译码方式寄存器（Decode Mode）。作为DIG0～DIG7显示方式选择寄存器，其地址为x9H。该寄存器的8位二进制数各位分别控制8个LED显示器的译码方式。当高电平时，选择BCD译码模式，当低电平时选择非译码模式（即送来数据为字型码）。当x9=00H时，DIG0～DIG7全部选择非译码示；当x9=01H时，DIG0选择BCD译码方式显示，DIG1～DIG7选择非译码方式显示；当x9=0FH时，DIG0～DIG3选择BCD译码方式盘示，DIG4～DIG7选择非译码方式显示；当x9=0FFH时，DIG0～DIG7全部选择BC′D译码方式显示。

●亮度寄存器（Intensity）。用来调节显示器的显示段电流（占空比），其地址为xAH。亮度寄存器中的D0～D3位可以控制LED显示器的亮度。xA=00H、01H……0EH、0FH时，相应的占空比为1/32、3/32…29/32、31/32。软件亮度控制可替代硬件限流亮度控制。

●扫描界限寄存器（Scan Limit）。用来限定显示扫描显示位数，其地址为xBH。该寄存器中D0～D2位数据设定值为0～7H，表示显示器动态扫描个数为1～8。即xBH=x000B时，DIG0位显示，其他位不显示；xBH=x001B时，DIG0、DIGl位显示，其他位不显示；当xBH=x010B时，DIG0、DIGl、DIG2位显示，其余类推。

●停机寄存器（Shutdown）。用来设定显示器是否显示的寄存器。其地址为xCH。当寄存器内容最低位D0为0时，所有的显示器停止显示；当为1时，所有的显示器按设定的方式显示。

●显示测试寄存器（Display Test）。用来测试显示芯片是否正常的寄存器，其地址为xFH。当寄存器内容最低位D0为0时，MAX7219按设定模式正常工作；当为1时，处于测试状态。在该状态下，不管MAX7219处于什么模式，全部LED将按最大亮度显示。

（2）MAX7219与DSP接口电路

MAX7219通过SPI串行接口与DSP连接，故连接电路简单。硬件电路如图15-23所示。28035 DSP的SPI接口的SPICLK、SPISIMO分别用作MAX7219的时钟信号CLK、串行数据输入信号DIN；28035的GPIOD19/SPISTEA用作MAX7219的数据锁存信号LOAD。为了匹配DSP的3.3V电平与7219的5V电平，通过10kΩ的上拉电阻与二极管将3.3V电平提高到5V。MAX7219的V+引脚接+5V电源，2个GND引脚接地。SEGA～G、SEGDP用于驱动数码管的7段显示和小数点显示，DIG0～DIG7用于驱动多达8个数码管的位。

图15-23 显示器电路