Max7219驱动16x16共阴LED点阵实战_stm32驱动max7219程序下载-程序员宅基地

技术标签： stm32 嵌入式单片机

Max7219驱动16x16共阴LED点阵实战

16x16共阴LED点阵+Max7219+STM32CubeMX+STM23F03+AD20

16x16共阴LED点阵+Max7219+STM32CubeMX+STM23F03+AD20

因为家里刚好有几个共阴极LED点阵闲置，然后就想做个16X16的LED字幕显示。这里先展示最终成果：在这里插入图片描述

1.1 Max7219共阴LED驱动芯片注意事项

（先不说其他的先说注意事项吧，其他你们慢慢看芯片手册）

芯片是串行输入数据到移位寄存器中(CLK端控制)，然后并行对外引脚输出(通过LOAD端控制)。每一个时钟CLK端上升沿DIN端的一位数据将被写到芯片的移位寄存器中(下一个时钟上升沿该位数据会被移后一位)，就这样直到时钟端有出现16个上升沿芯片的移位寄存器才会被占满。若此时将LOAD端置为高，那么这16位数据将会被加载到芯片内部数据寄存器中，并按照数据协议格式进行地址和数据的译码，从而来控制芯片工作。
芯片内部通过一些写寄存器来控制芯片工作(方式是直接寻址)，如数据寄存器，扫描寄存器，模式寄存器等。16位串行数据格式：

D15	D14	D13	D12	D11 D10 D9 D8	D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
X	X	X	X	寄存器地址	数据

我这将XXXX这四位都设为0，在十六进制显示就是0x0XXX，所以我所有的控制指令都是0x0开头的。你可以在你单片机控制程序中的头文件定义这些指令。在这里插入图片描述

关于芯片引脚DIG0-DIG7和SRGA-SEGG、SEGDP控制原理：

假如控制8个数码管(共阴极)，想让第3个数码管显示你要的数字，那么你需要往Digit2这个地址写一个数据,而该数据就是你先要显示的数字译码如"4"->数码管LEDA-LEDG对应为0110011(不含小数点)，这7位数据作为数据部分的低7位，小数点在第8位。那么芯片就会将DIG2引脚拉低(该引脚可以看成是片选引脚)，SEGA-SEGG、SEGDP对应电平就是写到数据部分的对应电平，1-高电平，0-低电平。那么你的数码管就会显示一个"4"。而且你只需写往地址上写一次数据就行，因为它会自动扫描数据寄存器的值，然后控制对应引脚的电平，只有LOAD引脚可以更新数据寄存器中的值，也就说它会帮你锁存数据。

假如控制一个LED点阵(共阴极)，DIG0-DIG7这八个引脚需要连接到点阵的8个阴极引脚，一般芯片的DI0引脚连到点阵第一行的阴极引脚，DIG1连到点阵第二行阴极引脚…如此类推。SEGDP引脚连接到点阵阳极左边的第一个引脚(高位第一位)，SEGA-SEGG连接后面低七位的引脚。那么想让第3行全亮，往Digit2这个地址写一个数据，这个数据是0xFF(11111111b)，然后DIG2引脚被拉低，SEGDP,SEGA-SEGG都会高电平，然后第3行就全被点亮了。值得一提是，控制点阵的话，需要设置芯片在非译码工作模式，这样你写到Digit0-Digit7地址上的数据就是你对应行对应位置点亮的LED位。如数据部分为0x00某一行全灭，0xFF某一行全亮，非常方便。

1.2 LED点阵原理图和PCB板制作

原理图：
R1为限流电阻，主要来控制通知通过每一个LED灯的电流来控制点阵的两度，同时可以通过亮度控制寄存器来控制LED点阵的显示亮度。C1，C2是滤波电容，采用通常电源滤波参数即可。我这里只给出一个点阵显示的原理图，其他3个也是一样的配置。我这里的所有引脚都是用单片机的GPIO口控制。
PCB板：
PCB板为双层板，一共用4个LED点阵拼起来，变成16X16大的LED点阵，那么要显示的汉字，英文啥的基本都可以显示。下面我用一个排针引出来四个芯片的控制接口，直接接到STM32单片机的GPIO口上进行控制。强调一下，一开始调试的时候如果没有外接5V供电，设置亮度寄存器采用亮度小一点的参数，不然从单片机过来的5V可能不能支持4个LED点阵全亮或进行自检(USB口电流不够)。不过可以4个点阵轮流进行自检，保证点阵中的LED没有损坏。

关于原理图的封装和PCB的3D可以到某些EDA电子论坛下载一下，一般都可以找到，如果想要也可以给我留言。

1.3 Max7219的STM32F103控制程序

STM32工程直接用STM32CubeMX生成，在上面配置一下RCC时钟，和接到PCB端子中的GPIO口即可。下面讲解用于显示的核心程序：

为要显示的字符多种多样，所以需要一个字符取模软件来生成对应字符逻辑编码，该编码于LED亮灯的逻辑位置和逻辑电平是一致的。
我用的是PCtoLCD2002完美版字符取模软件。将得到的字符编码复制粘贴到程序文件中静态的数组变量中，使用的时候将该变量作为参数传入显示函数中进行操作。
STM32核心控制程序：

注意：因为我设计时是将4个芯片的LOAD端和CLK端分别共在一起，这就说我写数据的时候，一个时钟上升沿写分别写4个芯片的1位，16个时钟上升沿后，再把LOAD端置高，那我分别往4个芯片的目标地址写了一个字节的数据(Write_bytes函数)。下面详细展示Write_bytes函数：
至此，结合芯片手册简单操作和稍微写一下C程序一些就能让LED点阵显示你想要的字符。

总结：整个制作过程虽然每一步不算难，但是从构思设计到硬件设计焊接PCB再到软件编写，都是包含了我个人对Max7129芯片的一些理解。在这个过程中也遇到了不少小问题，但还是按部就班，不求甚解，坚持下来，才顺利完成这个小制作。

1.4 参考资料与下载

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