数码显示驱动电路优化方案

为了直观地反映传感器所测的当前气体浓度，采用数码管显示的方式，这也是一般检测设备常用的方式。

对于数码显示驱动芯片的选择，常用的专用数码管显示电路有8279和MAX7219，在使用性能上，后者相对使用方便灵活，连线简单，不占用数据存储器空间，在本书的设计中，主要选用了这种数码管进行设计。

MAX7219是美国MAXIM公司生产的串行输入/输出共阴极显示驱动器，该芯片可直接驱动最多8位7段数字LED显示或64个LED和条形图显示器。与微处理器的接口非常简单，仅用3个引脚与微处理器相连接，即可实现最高10MHz串行口。MAX7219的位选方式独具特色，它允许用户选择译码选位，而且每个显示位都能个别寻址和刷新，而不需要重写其他的显示位，这使得软件编程十分简单而且灵活。另外，它具有数字和模拟亮度控制以及与MOTOROLA SPI，QSPI及MATIONAL MICROWIRE串行接口相兼容等特点。图5-8所示MAX7219封装图。

MAX7219芯片采用24脚DIP和SO封装，工作电压为4.0～5.5V，最大功耗为1.1W。

基本工作原理及使用方法：

MAX7219与51系列单片机连接采用三线串行接口，典型电路如图5-9所示。

图5-8 MAX7219封装图

图5-9 MAX7219典型应用电路

图5-9中Up为微处理器，特指51系列单片机，8DIGITS为位码，8SEGMENT为段码，对于MAX7219，串行数据以16位数据包的形式从DIN脚串行输入，在CLK的每一个上升沿一位一位地送入芯片内部16位移位寄存器，而不管LOAD脚的状态如何，LOAD脚必须在第16个CLK上升沿出现的同时或之后，但在下一个CLK上升沿之前变为高电平，否则移入的数据将丢失。

操作者只需要编程发送16位数据包，就能简单地操作LED的位选以及段选，设置和改变MAX7219的工作模式，16位数据包的数据格式如下：(www.xing528.com)

D7～D0：8位数据位，D7为最高位，DD0为最低位。

D11～D8：四位地址位。

D15～D12：无关位，通常全取1。

MAX7219通过D11～D8，4位地址位移码，可寻址14个内部寄存器，分别是8个LED显示位寄存器，5个控制寄存器和一个空操作寄存器。LED显示寄存器由内部8×8静态RAM构成，操作者可直接对位寄存器进行个别寻址，以刷新和保存数据，只要V+超过2V（一般为+5V）。

控制寄存器包括移码模式，显示亮度调节，扫描限制（选择扫描位数），关断和显示测试寄存器。

MAX7219的驱动程序首先必须对5个控制寄存器初始设置即初始化。

显示模块采用四位七段数字LED显示器，选用MAX7219作为驱动控制芯片。MAX7219与显示模块的连接电路原理图如图5-10所示。

图5-10 MAX7219驱动的显示模块的连接电路原理图

通过单片机程序控制，判断是否报警，即单片机某一引输出脚高低电平，通过外部上拉电阻来控制晶体管驱动声、光等报警设备。

如有需要还可以通过单片机控制外部按键，通过外部按钮设计报警点以及零位设计等功能。