【STM32-学习笔记-15-】MAX7219点阵屏模块

MAX7219点阵模块

一、MAX7219

Ⅰ、 概述

• MAX7219是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器，广泛用于驱动8位数字的7段LED显示、条线图显示器或64个独立的LED点阵
• 它内置BCD译码器、多路扫描电路、段驱动器和位驱动器，并配备8×8静态RAM用于存储显示数据

Ⅱ、功能特点

• 低功耗关闭模式：具有150μA的低功耗关闭模式
• 亮度控制：支持模拟和数字亮度调节
• 动态扫描：内置动态扫描电路，可实现多位LED显示
• 串行接口：采用三线串行接口（DIN、CLK、CS），兼容SPI协议，数据传输率高达10MHz
• 级联支持：支持多片级联，通过级联可扩展更多显示单元
• 显示模式：支持译码和非译码模式，用户可选择硬件译码或软件译码
• 测试模式：提供测试模式，可点亮所有LED以进行硬件检测

Ⅲ、引脚功能

Ⅳ、典型应用电路

Ⅴ、内部组成结构

Ⅵ、时序图

• 通过MAX7219来控制8*8点阵模块仅需DIN、CS、CLK三个引脚即可

• 

• MAX7219：串行数据在 DIN 输入 16 位数据包，无论LOAD端处于何种状态，在时钟的上升沿数据均移入到内部 16 位移位寄存器

• MAX7221：无论数据输入或输出CS必须为低电平。然后数据在LOAD/ CS的上升沿被载入数据寄存器或控制寄存器

• LOAD/CS端在第 16 个时钟的上升沿之后（或同时），至下个时钟上升沿之前变为高电平，否则数据将会丢失

Ⅶ、寄存器

• 根据时序图，向对应寄存器中写入数据，即可实现对点阵模块的控制

• 表中列出了 14 个可寻址的数据寄存器和控制寄存器
  • 数据寄存器由一个在片上的8×8的双向 SRAM 来实现。它们可以直接寻址所以只要在 V+大于 2V的情况下每个数据都可以独立的修改或保存
  • 控制寄存器包括编码模式、显示亮度、扫描限制、关闭模式以及显示检测五个寄存器

二、STM32控制点阵屏

Ⅰ、程序框图

Ⅱ、程序编写

①、MAX7219.c

#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#include "MAX7219_Img.h"
//驱动MAX7219 8位数码管
//输出:>CS：	PA4
//输出:>SCK：	PA5
//输出:>DIN：	PA7

void HardSPI_W_CS(uint8_t BitValue) {		//封装函数控制CS的状态
	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, (BitAction)BitValue);
}
void HardSPI_W_SCK(uint8_t BitValue) {	//控制时钟线的状态
	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_5, (BitAction)BitValue);
}
void HardSPI_W_DIN(uint8_t BitValue) {	//MOSI控制主机输出的信号
	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_7, (BitAction)BitValue);
}

//初始化GPIO，并将三个输出引脚设置为默认值
void SoftSPI_Init(void)
{
	//初始化GPIO
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//将SS（软件控制）配置为通用推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
	
	HardSPI_W_CS(1);//配置默认电平
	HardSPI_W_SCK(0);
	HardSPI_W_DIN(0);
}

//写一个字节*********************************************************************
void Max7219_WriteByte(uint8_t Byte)
{
	uint8_t i = 0;
	for(i = 0;i < 8;i++)
	{
		HardSPI_W_DIN(Byte & (0x80 >> i));//取出高位
		HardSPI_W_SCK(1);//发送数据
		Delay_us(1);//等待发送
		HardSPI_W_SCK(0);
	}
}


//写数据*********************************************************************
void Max7219_WriteData(uint8_t Addr, uint8_t Data)
{
	HardSPI_W_CS(0);//拉低CS片选
	Max7219_WriteByte(Addr);
	Max7219_WriteByte(Data);
	HardSPI_W_CS(1);
}

//清除整个点阵屏**************************************************************
void MAX7219_Clear(void)
{
	uint8_t i;
	for(i = 1; i <= 8; i++)
	{
		Max7219_WriteData(i, 0x00);
	}
}

//初始化MAX7219**************************************************************
void Init_MAX7219(void)
{
	SoftSPI_Init();
	Max7219_WriteData(0x09, 0);		//译码方式：不译码
	Max7219_WriteData(0x0A, 5);		//亮度设置：
	Max7219_WriteData(0x0B, 7);		//扫描界限；8个
	Max7219_WriteData(0x0C, 1);		//掉电模式：0开启；1关闭
	Max7219_WriteData(0x0F, 0);		//显示测试：1开启；0关闭
	MAX7219_Clear();
}

//清除一行*******************************************************************
void MAX7219_Clear_Line(uint8_t Addr)
{
  //清除一行，即对该行地址所在的寄存器写0x00
	Max7219_WriteData(Addr, 0);
}

//显示数组中的数据，即显示整个点阵屏
void MAX7219_ShowImg(uint8_t *parr)
{
	MAX7219_Clear();
	uint16_t i;
	for(i = 1;i <= 8;i++)
	{
		Max7219_WriteData(i, parr[i - 1]);
	}
}

//显示数字*******************************************************************
void MAX7219_ShowNum(uint8_t Num)
{
	MAX7219_ShowImg(img_Num[Num]);
}

②、MAX7219.h

#ifndef __MAX7219_H__
#define __MAX7219_H__
#include "stdint.h"

void Init_MAX7219(void);//初始化
void MAX7219_Clear(void);//全清除
void MAX7219_Clear_Line(uint8_t Addr);//清除一行
void Max7219_WriteData(uint8_t Addr, uint8_t Data);//写数据（地址+数据）
void MAX7219_ShowNum(uint8_t Num);//显示数字
void MAX7219_ShowImg(uint8_t *parr);//显示整个屏幕

#endif

③、MAX7219_Img.h

• 该头文件中存储的是需要显示的数据
• 二维数组指针

#ifndef __MAX7219_IMG_H__
#define __MAX7219_IMG_H__
#include "stdint.h"


uint8_t img_Num[10][8] = {
	{0x00,0x7E,0xFF,0xC3,0xC3,0xFF,0x7E,0x00},//	0
	{0x00,0x00,0x01,0xFF,0xFF,0x41,0x00,0x00},//	1
	{0x00,0xFB,0xFB,0xDB,0xDB,0xDF,0xDF,0x00},//	2
	{0x00,0xFF,0xFF,0xDB,0xDB,0xDB,0xC3,0x00},//	3	
	{0x00,0xFF,0xFF,0x18,0x18,0xF8,0xF8,0x00},//	4
	{0x00,0xDF,0xDF,0xDB,0xDB,0xFB,0xFB,0x00},//	5	
	{0x00,0xDF,0xDF,0xDB,0xDB,0xFF,0xFF,0x00},//	6
	{0x00,0xF0,0xF8,0xDC,0xCF,0xC7,0xC0,0x00},//	7
	{0x00,0xFF,0xFF,0xDB,0xDB,0xFF,0xFF,0x00},//	8
	{0x00,0xFF,0xFF,0xDB,0xDB,0xFB,0xFB,0x00},//	9
};

#endif

④、main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#include "MAX7219.h"

int main(void)
{
	Init_MAX7219();
	uint8_t i;
	while(1)
	{
		for(i=0;i<10;i++)	{
			MAX7219_ShowNum(i);
			Delay_ms(500);
		}
	}
}