基于MAX7219芯片的大尺寸LED數碼顯示驅動電路設計

摘要：現有基于MAX7219芯片的數碼管驅動電路只適用于小尺寸LED，為擴展其使用范圍，在介紹動態顯示芯片MAX7219功能的基礎上，提出了一個基于該芯片的8住高亮度8英寸數碼管驅動電路。電路保留了MAX7219芯片的功能強大、編程簡單等優點，通過74LS273鎖存器和ULN2803達林頓驅動器，實現了對任意大尺寸數碼管提供較高電壓和電流驅動的靜態顯示，并亮度可調。
關鍵詞：MAX7219；大尺寸LED；靜態顯示；ULN2803

Maxim公司的MAX7219芯片用于動態掃描顯示驅動，芯片內有可存儲顯示信息的8x8靜態RAM、動態掃描電路以及段、位驅動器。它與通用微處理器有3根串行線相連，最多可驅動8個共陰數碼管或64個發光二極管。采用MAX7219芯片實現LED數碼顯示，具有電路緊湊、可節省CPU的I／O接口、芯片功能強大、編程簡單等優點，得到了廣大電路設計者認可。然而MAX7219的工作電壓為5 V，共陰極LED顯示驅動，只適用于3．5 V以下電壓驅動的LED數碼管，限制了其使用范圍。
本文提出一種基于MAX7219芯片，具有擴展驅動能力的LED數碼顯示電路。主要應用在大尺寸、高亮度LED數碼管的顯示電路。

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位數字驅動線，輸出位選信號；SEG A～SEG G和SEG DP引腳為LED 7段驅動線和小數點線，供給顯示器驅動電流；SET引腳外接電阻調整LED顯示亮度；DIN(數據輸入端)、CLK(時鐘輸入端)、LOAD(鎖存信號)引腳，構成與通用微處理器3線串行線相連，接收的數據和命令格式為16位數據包；DOUT引腳是串行數據輸出端口，用于多片MAX7219級聯擴展顯示。

16位數據采用串行移位接收方式，即單片機將16位二進制數逐位發送到DIN端。在CLK上升沿到來前準備就緒，CLK的每個上升沿將一位數據移入MAX7219內移位寄存器，當16位數據移入完畢，在LOAD引腳信號上升沿將16位數據裝入MAX7219內的相應位置，在MAX7219內部硬件動態掃描顯示控制電路作用下實現動態顯示。對MAX7219的控制操作很方便，其片內具有8個位寄存器和6個控制寄存器。位寄存器對應LED的具體顯示內容，控制寄存器決定LED的工作方式。控制寄存器分別為：不工作方式寄存器、譯碼方式寄存器、亮度控制寄存器、掃描個數寄存器、關閉寄存器、顯示測試寄存器。寄存器的操作格式為2字節的串行數據，第一個字節為寄存器地址，第二個字節為控制命令或待顯示數據。