最近很多網(wǎng)友后臺(tái)詢問(wèn)Proteus仿真的內(nèi)容，借此機(jī)會(huì)我做了一個(gè)例子，跟大家分享一下，感興趣的可以后臺(tái)留言“MAX7219”可以得到完整的仿真工程，包括：
- Proteus原理圖，主芯片為STM32F103R6
- Keil 5代碼工程，使用的是庫(kù)函數(shù)的方式編程。
仿真實(shí)現(xiàn)的功能點(diǎn)：
- MAX7219芯片驅(qū)動(dòng)8個(gè)數(shù)碼管；
- STM32和DS1302結(jié)合，獲得實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并顯示在數(shù)碼管上；
- 兩個(gè)LED指示系統(tǒng)的當(dāng)前的工作模式
注意：鬧鐘的具體功能未實(shí)現(xiàn)，可自行設(shè)計(jì)添加。
- 全滅為默認(rèn)模式0，實(shí)時(shí)獲取時(shí)間并顯示；
- 左亮右滅為模式1，為設(shè)置時(shí)間模式，按前三個(gè)按鍵可以修改對(duì)應(yīng)的時(shí)分秒；
- 左滅右亮為模式2，為設(shè)置鬧鐘模式；
- 系統(tǒng)中共有四個(gè)按鍵，按鍵4為模式修改鍵。
本文重點(diǎn)介紹一下MAX7219芯片的使用方法，使用MAX7219芯片驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，電路很簡(jiǎn)單，程序也不難，是理想的驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的芯片，DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的驅(qū)動(dòng)留著以后再介紹。
MAX7219簡(jiǎn)介
MAX7219是MAXIM公司生產(chǎn)的串行輸入/輸出共陰極數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片，一片MAX7219可驅(qū)動(dòng)8個(gè)7段（包括小數(shù)點(diǎn)共8段）數(shù)字LED、LED條線圖形顯示器、或64個(gè)分立的LED發(fā)光二級(jí)管。
該芯片具有10MHz傳輸率的三線串行接口可與任何微處理器相連，只需一個(gè)外接電阻即可設(shè)置所有LED的段電流。
它的操作很簡(jiǎn)單，MCU只需通過(guò)模擬SPI三線接口就可以將相關(guān)的指令寫(xiě)入MAX7219的內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)寄存器，同時(shí)它還允許用戶選擇多種譯碼方式和譯碼位。
此外它還支持多片7219串聯(lián)方式，這樣MCU就可以通過(guò)3根線（即串行數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘線和芯片選通線）控制更多的數(shù)碼管顯示。
各引腳的功能為：
DIN : 串行數(shù)據(jù)輸入端
DOUT : 串行數(shù)據(jù)輸出端，用于級(jí)連擴(kuò)展
LOAD : 裝載數(shù)據(jù)輸入
CLK: 串行時(shí)鐘輸入
DIG0~DIG7: 8位LED位選線，從共陰極LED中吸入電流
SEG A~SEG G DP: 7段驅(qū)動(dòng)和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)
ISET：通過(guò)一個(gè)10K電阻和Vcc相連，設(shè)置段電流
時(shí)序圖分析
時(shí)序圖中我們要注意的地方：
- 發(fā)送數(shù)據(jù)期間Max7219_pinCS引腳要拉低；
- 發(fā)送數(shù)據(jù)，首先發(fā)送高位，即先發(fā)送兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的D15位，最后發(fā)送D0位；
- 在Max7219_pinCLK引腳上升沿的時(shí)候，送出數(shù)據(jù)。
由上面的分析，我們得到向MAX7219寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)如下：
//功能：向MAX7219寫(xiě)入字節(jié)
//入口參數(shù)：DATA
//出口參數(shù)：無(wú)
//說(shuō)明：
void Write_Max7219_byte(u8 DATA)
{
u8 i;
Max7219_pinCS=0;
for(i=8;i>=1;i--)
{
Max7219_pinCLK=0;
if(DATA&0x80)
{
Max7219_pinDIN = 1;
}
else
{
Max7219_pinDIN = 0;
}
DATA=DATA<<1;
Max7219_pinCLK=1;
}
}
由于串行發(fā)送數(shù)據(jù)，每次發(fā)送兩個(gè)字節(jié)，即16位，串行數(shù)據(jù)格式如下：
所以我們封裝了一個(gè)完整的向MAX7219寫(xiě)入數(shù)據(jù)的函數(shù)，具體實(shí)現(xiàn)如下：
//功能：向MAX7219寫(xiě)入數(shù)據(jù)
//入口參數(shù)：address、dat
//出口參數(shù)：無(wú)
//說(shuō)明：
void Write_Max7219(u8 address,u8 dat)
{
Max7219_pinCS=0;
Write_Max7219_byte(address);
Write_Max7219_byte(dat);
Max7219_pinCS=1;
}寄存器地址映射
MAX7219內(nèi)部的寄存器如下圖所示，主要有：譯碼控制寄存器、亮度控制寄存器、掃描界限寄存器、關(guān)斷模式寄存器、測(cè)試控制寄存器。
編程時(shí)只有正確操作這些寄存器，MAX7219才可正常工作。
- 譯碼控制寄存器【Decode Mode】（X9H）
MAX7219有兩種譯碼方式：B譯碼方式和不譯碼方式。
當(dāng)選擇不譯碼時(shí)，8個(gè)數(shù)據(jù)位分別一一對(duì)應(yīng)7個(gè)段和小數(shù)點(diǎn)位；
B譯碼方式是BCD譯碼，直接送數(shù)據(jù)就可以顯示。
實(shí)際應(yīng)用中可以按位設(shè)置選擇B譯碼或是不譯碼方式。
MAX7219的譯碼控制寄存器
Code B Font
由上面兩個(gè)表對(duì)比我們可知，不譯碼方式下數(shù)字0應(yīng)該發(fā)送如下數(shù)據(jù)：
下面的仿真實(shí)例中，咱們使用的是B譯碼的方式，直接發(fā)送對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)即可。
Write_Max7219(DECODE_MODE,0xff); //選用全譯碼模式
由上分析，我們可知，如果我們想要讓第一個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)字2，則只需執(zhí)行如下語(yǔ)句即可實(shí)現(xiàn)：
Write_Max7219(0x01, 0x02);- 亮度控制寄存器【Intensity Register Format】（XAH）
共有16級(jí)可選擇，用于設(shè)置LED的顯示亮度，從0xX0~0xXF，0xXF最亮。
咱們仿真中使用的初始亮度如下：
Write_Max7219(INTENSITY,0x04); - 掃描界限寄存器【Scan-Limit Register Format】（XBH）
此寄存器用于設(shè)置顯示的LED的個(gè)數(shù)（1~8），比如當(dāng)設(shè)置為0xX4時(shí)，LED 0~5顯示。因?yàn)榉抡嬷性蹅冇昧?個(gè)數(shù)碼管，所以掃描界限寄存器設(shè)置如下：
Write_Max7219(SCAN_LIMIT,0x07); //8只LED全用原理圖
仿真使用的原理圖如下：
仿真結(jié)果
仿真過(guò)程中注意事項(xiàng)
- 芯片的VCC、GND引腳不連，一般不影響仿真效果，可以看到STM32主芯片上的晶振、電源，DS1302芯片的電源和地引腳都未連對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，但是不影響仿真效果；
- 代碼中的延時(shí)跟仿真中的延時(shí)不匹配，導(dǎo)致在真正硬件中使用的按鍵掃描代碼，在仿真過(guò)程中，點(diǎn)擊按鈕響應(yīng)的準(zhǔn)確度不高；
- 主芯片的晶振頻率不能設(shè)置過(guò)高，否則數(shù)碼管顯示將嚴(yán)重閃爍。
