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(多图) 串行显示驱动器PS7219及单片机的SPI接口设计

来源:自动化与仪器仪表/吴 蓓  潘天红?? 2006年06月02日 ?? 收藏0

  PS7219按5个控制寄存器规定的方向对待显示的数字自动扫描显示,所以有必要对各控制寄存器的功能有所了解,现分述如下:

  (1)译码方式寄存器:对每个数字设置BCD码B(0~9、E、H、L、P和-)或非代码操作。寄存器中的每一位与一个数字对应。逻辑高电平选择代码BCD译码,而低电平选择旁路译码器。

  (2)显示亮度寄存器:其中D7~D4位可任意,而D3~D0可选择0000~1111。D3~D0的值越大,LED显示器越亮。

  (3)扫描范围寄存器:其扫描范围寄存器设置所显示数据的多少,可从1至8。它们一般以扫描速率1.5kHz、8位数据、多路复用方式显示。

  (4)掉电控制寄存器:其中D7~D1位可任意,D0=0,关闭所有显示器;D0=1,允许显示。

  (5)显示测试寄存器:其中D7~D1位可任意;D0=00,LED处于正常工作状态;D0=1,允许显示。LED处于显示测试状态。

  在送完控制字后,可根据实际需要调用显示子程序,改变1~8个数据寄存器的内容,完成显示功能。

?????? 4 SPI接口

  SPI是同步串行外设接口,主要

用于与各种外围器件以串行方式进行通讯、交换信息。这些外围器件可以是简单的TTL移位寄存器、或是复杂的LCD显示驱动器或A/D转换子系统。SPI接口很容易与许多厂家的各种外围器件直接相连。

  它使用4条线:串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出线(MISO)、主机输出/从机输入线(MOSI)、低电平有效的使能信号线(CS———)。如图3所示。这样,仅需3-4根数据线和控制线即可扩展具有SPI接口的各种I/O器件。其典型结构如图3。

???????????????????????? SPI接口

??????? 5 接口设计

??????? 5.1 硬件设计


  PS7219的SPI接口是一个高速的同步串行I/O口,它允许1~8位的串行比特流以特定的传输速率移进移出芯片。但这要求微处理器带有SPI接口能力。对不带SPI或相同接口能力的微处理器,需用软件合成SPI操作来和PS7219接口,这里笔者以目前应用广泛的AT89C51为例,进行了电路设计,接口电路图见图4所示。

  这里,89C51的P1.6作串行数据输出,连接到PS7219的DIN脚,P1.7和P1.5通过程序分别模拟PS7219的时钟脉冲CLK及数据加载LOAD信号。PS7219的SA~SG、SDP端连接到各LED数码管对应的a~f及dp端,DIG0~DIG3分别接4位LED数码管的共阴极,以实现位选。另外,选用XICOR公
司的X25045作为看门狗监控电路。

  实际上,数码管的位数可在1~8位之间任意选择,这可由写入的扫描界线寄存器的命令字决定。注意,为了使由峰值数字驱动器电流引起的纹波减到最小,需要在V+和GND之间尽可能靠近芯片的地方外接一个10μF的电解电容和一个0.1μF的瓷片电容。PS7219应放在紧靠LED显示器的地方,且连线尽可能短,两个GND引脚都必须连接到地线上。

  PS7219只需一组+5V电源和89C51的三个输出口,且无附加电路,可驱动1~8个LED显示器,显示亮度可调,工作可靠。

? 接口电路图

 

?????? 5.2 软件编程

  在89C51的程序存储器区开辟一些存储单元,专门用来定义控制命令字,这些命令字的具体数值根据你要选择的工作方式、显示内容、显示位数等等来定义。

  由于PS7219的控制寄存器和显示寄存器均独立编址,显示程序实际上就是89C51在P1.7(CLK),P1.5(LOAD)时序的配合下不断通过P1.6(DIN)向PS7219的相应控制寄存器和数据显示寄存器写入16位二进制数据包的过程。所以问题的关键在于编写一个通用的写入子程序,将VWO的内容从高位到低位在P1.7(CLK)的作用下依次移入移位寄存器,最后由P1.5的上升沿(LOAD信号)锁存到相应的内部控制寄存器和数据显示寄存器中去。写入子程序的程序流程图如图5所示。

  无论初始化PS7219的控制寄存器,还是在相应的数码管显示数字,均可通过调用上述通用写入子程序完成。


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PS7219? 单片机? 静态显示? SPI接口?

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