引言

本文研究采用了MAX7219 和BC7281 控制芯片來實現對LED的顯示和控制的不同。

1.MAX7219 顯示方式應用

1.1 MAX7219 簡介

MAX7219 是MAXIM 公司生產的8 位7 段LED串行輸入／ 輸出共陰顯示驅動芯片，目前針對它的應用介紹較多。MAX7219 提供了諸多寄存器，允許使用者對譯碼顯示、顯示亮度、掃描限制等諸多方面進行控制。

1.2 系統硬件連接

MAX7219 與單片機有三根引線連接：DIN、CLK 和LOAD。DIN 是串行數據輸入端，CLK 為時鐘頻率，LOAD 用來鎖存信號。

單片機以16 位數據包的形式將二進制數逐位發送到DIN 端，在CLK 的每一個上升沿將一位數據移入MAX7219 的移位寄存器。在16 位數據傳送過程中，LOAD 一定要維持低電平，當16 位數據移入完，LOAD必須在第16 個CLK 上升沿同時或之后， 但在下一個CLK 上升沿之前變高，將數據裝入內部相應寄存器，否則數據將丟失。在多片MAX7219 級聯使用時，還需要將上一片的DOUT 引腳連接到下一片的DIN，CLK 與LOAD 引腳公用。

16 位數據格式如下：

顯示電路連接如下（僅畫出主要引腳）：

1.3 程序部分代碼

顯示部分代碼如下：

2.BC7281 顯示方式應用

2.1 BC7281 簡介

BC7281 是16 位LED 數碼管顯示及鍵盤接口專用芯片，其各位可獨立按不同的譯碼或不譯碼顯示，可獨立控制閃爍屬性及顯示亮度，并可隨時改變閃爍頻率。

BC7281 內部包括16 個顯示寄存器和15 個控制寄存器，地址范圍從00H-1FH；其中顯示寄存器的地址為00H-0FH， 而最為常用的控制寄存器是工作模式寄存器，地址12H，其各數據位意義如下：

MOD：移位寄存器模式控制。當MOD=0，適用于一般移位寄存器，如74HC164 等；當MOD=1，適用于帶有二級鎖存的移位寄存器，如74HC595 等。

INV：段驅動數據輸出極性控制。當INV=0 時，各位顯示寄存器的數據直接通過移位寄存器輸出作為段驅動數據；當INV=1 時，顯示寄存器的內容經過反相后才從移位寄存器輸出。

KMS：鍵盤工作模式選擇。

BMS：閃爍控制模式選擇。當BMS=0 時，采用一個閃爍開關控制寄存器（10H） 控制各顯示位的閃爍屬性，第8-15 個顯示位不能單獨控制；當BMS=1 時，工作于擴展模式，由10H 控制0-7 位的閃爍屬性，由擴展控制寄存器19H 控制8-15 位的閃爍屬性。

ES：節能模式。該位置為1 時，有效驅動電流減小為正常狀態的一半（顯示亮度隨之降低）。

KO：顯示關閉模式。該位置為1 時，顯示掃描關閉，但鍵盤仍保持工作。（顯示寄存器內容不被刪除，并可以更新）。

RP：寄存器保護模式。當RP=1 時，BC7281 內部的寄存器不能夠直接改寫。

SCN：掃描使能控制。當SCN=0 時，掃描被禁止，包括顯示掃描和鍵盤掃描；當SCN=1 時，掃描被使能。

2.2 系統硬件連接

BC7281 在顯示時采用高速二線接口與MCU 進行通訊，只占用很少的I/O 口資源和主機時間，兩根線分別為數據線DAT 和同步時鐘線CLK。DAT：與MCU 串行通訊數據端，為雙向數據傳輸口，作為輸出時為漏極開路輸出，需要外接上拉電阻；CLK：與MCU 通訊時鐘端，下降沿有效。

接口空閑時，BC7281 的DAT 引腳處于高阻輸入狀態，上拉電阻使得DAT 線上為高電平。開始傳送數據時，MCU 必須先與BC7281 建立握手信號，MCU 先向BC7281 發送若干CLK 時鐘脈沖， 同時檢測DAT 線，而BC7281 收到握手脈沖后會在DAT 線上輸出一低電平， 表示準備好接收MCU 數據，MCU 檢測到DAT 低電平后，在規定時間內繼續發送一個CLK 脈沖，提示BC7281 將DAT 引腳恢復高阻輸入狀態，使得DAT 線恢復成高電平，MCU 在檢測該高電平后， 可以開始發送數據。在每個CLK 的下降沿，數據移入存儲器。

串行接口數據寬度為8 位， 兩個字節一組構成一條完整指令。指令格式如下：

顯示電路連接如下（僅畫出主要引腳）：

2.3 程序部分代碼

顯示部分代碼如下：

3.兩種顯示方式應用對比

系統最早采用的是MAX7219 的顯示方式。

MAX7219 在硬件連接上要比BC7281 簡單很多， 但是在使用中偶發不穩定現象， 特別是級聯多片（>=3）MAX7219 使用的情況下， 發生死機狀況； 后來換成BC7281 的顯示方式，系統整體穩定性大幅提高。而且使用BC7281 芯片， 系統初始化比MAX7219 簡單，其多數寄存器可以缺省值設置，占用的I/O 資源較少，且成本相對具備優勢。