圖3是型號(hào)80011B共陽(yáng)高亮紅色8英寸數(shù)碼管各字段的組成。A～G 7個(gè)段都是由8只發(fā)光二極管串、并聯(lián)而成;DP是小數(shù)點(diǎn)，由3只發(fā)光二極管并聯(lián)而成。單個(gè)發(fā)光二極管的正向電壓標(biāo)準(zhǔn)值為2.1 V，極限值為2.5 V;正向電流標(biāo)準(zhǔn)值為20 mA，峰值為100 mA;功耗40 mW。正向電流If(20 mA)是長(zhǎng)時(shí)間靜態(tài)驅(qū)動(dòng)時(shí)的電流最大值，如果超過(guò)此值，將導(dǎo)致數(shù)碼管壽命下降，甚至損壞。峰值電流Ipeak(100 mA)是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)時(shí)的脈沖電流最大值。80011B的A～G字段的導(dǎo)通電壓為10.5～12.5 V，單管脈沖電流一般選50 mA，超過(guò)50 mA后其亮度就不與電流成比例增加了。DP小數(shù)點(diǎn)要串接限流電阻，否則會(huì)造成發(fā)光二極管器件損壞。

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　　圖3 80011B各字段的組成

　　2 大尺寸LED數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　2.1 電路組成與原理

　　MAX7219工作時(shí)，在內(nèi)部硬件動(dòng)態(tài)掃描顯示控制電路作用下，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。DIG0～DIG7引腳接8位數(shù)碼管的公共端，其信號(hào)時(shí)序見(jiàn)圖4。當(dāng)輸出數(shù)碼管位選信號(hào)DIG0～DIG7某位為低電平時(shí)，段碼線SEGA～SEGG和SEGDP輸出數(shù)據(jù)為所要顯示段碼，并驅(qū)動(dòng)共陰極LED，實(shí)現(xiàn)8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)循環(huán)顯示。

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　　圖4 DIG0～DIG7引腳信號(hào)時(shí)序

　　圖5為8位共陽(yáng)LED數(shù)碼顯示電路，圖中MAX7219引腳DIG0～DIG7位碼線分別接8片74LS273鎖存器11(CP)腳鎖存控制端，相當(dāng)于片選信號(hào);段碼線SEGA～SEGG和SEGDP以數(shù)據(jù)總線形式接在8片74LS273觸發(fā)器器的D0～D7輸入端;當(dāng)DIG0～DIG7片選信號(hào)某一位是低電平時(shí)，數(shù)據(jù)總線D0～D7為對(duì)應(yīng)的段碼數(shù)據(jù);當(dāng)片選信號(hào)11(CP)腳有一個(gè)上升沿，立即鎖存輸入腳的電平狀態(tài)，并立即呈現(xiàn)在輸出腳Q0～Q7上鎖存：DIG0～DIG7片選低電平信號(hào)循環(huán)掃描，將要顯示的數(shù)據(jù)段碼，分別送入對(duì)應(yīng)的觸發(fā)器鎖存。

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　　圖5 8位共陽(yáng)LED數(shù)碼顯示電路

　　ULN2803接收74LS273鎖存器輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)顯示。ULN2803集電極開(kāi)路輸出口上掛共陽(yáng)數(shù)碼管的段碼引腳，共陽(yáng)數(shù)碼管公共引腳接電源正極。當(dāng)74LS273鎖存器輸出高電平時(shí)，ULN2803驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管對(duì)應(yīng)段碼亮，反之滅。

　　2.2 電路幾點(diǎn)說(shuō)明

　　1)數(shù)碼管顯示方式

　　MAX7219在內(nèi)部硬件動(dòng)態(tài)掃描顯示控制電路作用下，實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。在本電路中采用74LS273觸發(fā)器鎖存各數(shù)碼管的段碼驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)MAX7219動(dòng)態(tài)掃描完成一個(gè)周期后，可通過(guò)微處理器，控制MAX7219工作在休眠狀態(tài)，即不工作方式。此時(shí)數(shù)碼管為靜態(tài)顯示方式，通過(guò)74LS273鎖存的數(shù)據(jù)，由ULN2803驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。電路實(shí)現(xiàn)MAX7219間歇工作，只有在數(shù)碼管顯示改變的情況下，啟動(dòng)MAX7219工作，完成數(shù)據(jù)更新鎖存后，進(jìn)入不工作狀態(tài)，以節(jié)省功耗。

　　2)數(shù)碼管亮度控制

　　圖5中的數(shù)碼管供電電壓為最大電壓12.5 V，通過(guò)微處理器輸出脈寬調(diào)制信號(hào)PWM，控制PMOS管，調(diào)整數(shù)碼管供電電壓，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管亮度控制。由于數(shù)碼管供電電壓為最大允許電壓，提高了數(shù)碼管工作的安全系數(shù)，采用占空比調(diào)整數(shù)碼管亮度，可靠、方便。同時(shí)取消了A～G字段的限流電阻，降低了功耗。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　基于MAX7219芯片的大尺寸LED數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)電路，保留MAX7219的使用優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在顯示電路作用下的大尺寸數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，另外驅(qū)動(dòng)電路可通過(guò)微處理器輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)PWM，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管得兩度可調(diào)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試證明該電路工作性能穩(wěn)定，具有很高的實(shí)用價(jià)值。