【正文】 1 1 1 0FH Digit 0～ 7均 BCD譯碼 1 1 1 1 1 1 1 1 FFH 例如向 MAX7219 寄存器地址 0x99（譯碼方式寄存器）寫入數(shù)據(jù) 0x0F，也可以說向 MAX7219連續(xù)寫入 16位數(shù)據(jù) 0x090F,則表示將位碼 Digit0～ 3設(shè)置為 BCD譯碼，位碼 Digit4～ 7設(shè)置為非譯碼。 （ 2） 位碼寄存器 位碼寄存器決定該位碼 LED顯示的內(nèi)容。采用 BCD碼方式時，要在指定位碼上顯示字符，只要按 BCD 碼字符表將字符代碼寫入相應(yīng)的位碼寄存器即可。例如向MAX7219 地址 0x01 中寫入 0x00，則位碼 Digit 0 顯示“ 0”；向 MAX7219 地址 0x03中寫入 0x05，則位碼 Digit 2顯示“ 5”。 而采用非譯碼方式時，寫入的數(shù)據(jù)將與 LED數(shù)碼管的段碼相對應(yīng)，如表 中段碼 DP、 A、 ? 、 G 分別與寫入數(shù)據(jù)的 D D ? 、 D0 相對應(yīng)，位填“ 1”表示相應(yīng)溫度測量及顯示仿真實現(xiàn) 26 的段“亮”。例如要在位碼 Digit 3顯示“ 0”，需向 MAX7219地址 0x04 中寫入 0x7E；要顯示“ 8”，則需向 MAX7219地址 0x04中寫入 0XFF。 很顯然，當(dāng)采用 BCD 譯碼方式時，編程簡單；而非譯碼方式，需要先建立 LED顯示的碼值表，存放在單片機(jī)的程序存儲區(qū)，根據(jù)顯示的內(nèi)容查表取得碼值，然后送去顯示。但是相比于 BCD 譯碼方式，非譯碼方式的顯示更加靈活， BCD 譯碼方式只能顯示表 11中的 16個字符，而非譯碼方式可以顯示由七段 LED顯示器中各段組合的各種符號。例如 ，在非譯碼方式下，當(dāng)向 MAX7219地址 0x01中寫入 0x0C,將會顯示“ ”。 當(dāng)需要顯示小數(shù)點時，將該位碼中數(shù)據(jù)的 D7 位設(shè)置為“ 1”。例如在 BCD 譯碼方式時，要將位碼 Digit 1 的顯示設(shè)置為“ 5.” （注意數(shù)據(jù) 5后有小數(shù)點），需向MAX7219地址 0x02中寫入 0x85（ 0x85=0x85|0x80）。 表 11 位碼數(shù)據(jù)與顯示字符的關(guān)系 7段字符 BCD譯碼時的寄存器數(shù)據(jù) 非譯碼時的寄存器數(shù)據(jù) D7 D6~D4 D3 D2 D1 D0 DP A B C D E F G 0 X 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 X 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 2 X 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 3 X 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 4 X 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 5 X 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 6 X 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 7 X 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 8 X 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 9 X 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 X 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 E X 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 H X 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 L X 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 P X 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 空白 X 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 （ 3） 掃描范圍寄存器 掃描范圍寄存器設(shè)置顯示數(shù)據(jù)位的個數(shù)。該寄存器的低 3 位（ D0~D2）指定要掃描的位碼數(shù)。高 5 位 （ D3~D7）取值任意，假設(shè)各位均取“ 0”。當(dāng)寄存器的數(shù)值為 0x00表示僅顯示 Digit 0位碼；數(shù)值為 0x01 表示僅顯示 Digit0~1 位碼； ?? 。數(shù)值為 0x07表示顯示全部位碼 Digit 0~7。 （ 4） 關(guān)斷寄存器 關(guān)斷寄存器中的 D1~D7任意， D0為 0，關(guān)閉所有顯示器，但各寄存器中的數(shù)據(jù)保持不變； D1為 1，正常顯示。 （ 5） 亮度控制寄存器 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ( 2022) 27 當(dāng)采用數(shù)字控制方式時，可通過寄存器中的 D3~D0來控制 LED段電流的平均值，從而控制 LED 的亮度。寄存器中 D7~D4 位任意。 D3~D0 的值越大， LED 顯示越亮。也可 以使用在模擬方式控制亮度，調(diào)節(jié) V+與 ISET端之間的外接電阻 Rset的阻值，控制 LED段電流的大小，達(dá)到硬件調(diào)節(jié)亮度的目的。 （ 6） 顯示測試寄存器 顯示測試寄存器用于檢查各 LED或數(shù)碼管各段的好壞。其中 D7~D0 位任意， D0為 1， LED 處于顯示測試狀態(tài)，所有 8 位 LED 的段被掃描點亮； D0 為 0，處于正常工作狀態(tài)。 AT89C51 單片機(jī)與 MAX7219 的接口與編程 MAX7219提供串行接口與單片機(jī)相連， DIN 為串行數(shù)據(jù)輸入端； CLK 為串行時鐘輸入端；單片機(jī)與 MAX7219 使用同步串行方式進(jìn)行通信，直 接使用 AT89C51 的 I/O口與 MAX7219相連，接線原理圖如圖 18所示。 圖 18 AT89C51的 LED顯示電路 向 MAX7219 傳送數(shù)據(jù) AT89C52向 MAX7219每次用串行方式傳送 16bit的數(shù)據(jù)，其中高 8bit是地址信息（寄存器地址），低 8bit是相應(yīng)的寄存器中要寫入的數(shù)據(jù)。 圖 19 是 MAX7219 串行通信的時序圖，傳輸順序是高位（ MSB）先傳。分析圖中的時序關(guān)系是單片機(jī)與 MAX7219通信編程的關(guān)鍵，可以看出數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟襟E。 1）使 LOAD變低，選中 MAX7219。 LOAD是 MAX7219的片選信號，在不通信時，溫度測量及顯示仿真實現(xiàn) 28 LOAD（ CS）為高電平。 2）將待傳送數(shù)據(jù)的最高位 D15 送到 DIN 腳，隨后產(chǎn)生 CLK 的上升沿，在 CLK的上升沿， DIN 上的數(shù)據(jù)就送入到 MAX7219，完成了第一位的傳送，將 CLK 置低，準(zhǔn)備下一位的傳送；將 D14送到從 DIN腳，產(chǎn)生 CLK的上升沿，完成了第二位的傳送；直到最后一位 D0 傳送完畢。 3）將使 LOAD變高，完成將整個 16bit的傳送給 MAX7219。 圖 19 MAX7219串行通信的時序圖 設(shè)計傳送的子程序 write7219_data(0XAA,0xDD),實現(xiàn)上述數(shù)據(jù)傳送過程。參數(shù)“ AA”是寫入的寄存器地址，參數(shù)“ DD”是往相應(yīng) 的寄存器中寫入的數(shù)據(jù)，均為unsigned char型，共有 16bit。 例如：編寫單片機(jī)向 MAX7219數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颉? sbit max7219_load=p1^4。 //定義 為 LOAD線 sbit max7219_din=p1^5。 //定義 為 DIN線 sbit max7219_clk=p1^6。 //定義 為 CLK線 void write7219_data (unsigned char m,unsigned char dat){ unsigned char i,j。 define high_V 1。 //以 high_V 代表高電平 define low_V 1。 //以 low_V 代表低電平 max7219_load=high_V。 //將 load 至高 max7219_clk=low_V。 //將 clk 至低 max7219_load=low_V。 //將 load 至低，開始新數(shù)據(jù)的傳輸 for (i=0。i2。i++) { if(i==1)m=dat。 for (j=0。j8。j++) { delay(5)。 max7219_clk=low_V。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ( 2022) 29 if(mamp。0x08) { max7219_din=high_V。 }else{ max7219_din=low_V。 } delay(5)。 max7219_clk=high_V。 delay(5)。 m=m1。 } } max7219_load=high_V } 程序中第一個 for 語句控制的是向 MAX7219 中寫入寄存器地址還是具體的數(shù)據(jù)，當(dāng) i等于 0時，寫入寄存器地址；當(dāng) i等于 1時，寫入具體數(shù)據(jù)。 第二個 for語句是將 八位的二進(jìn)制數(shù)，一位一位地寫入寄存器，具體實施時運(yùn)用“？”語句來進(jìn)行判斷，當(dāng)與 0x80 進(jìn)行邏輯與運(yùn)算后， m 中的第 0 到 6 位為0，第 7 位保持不變，當(dāng)“（）”內(nèi)為邏輯真（不等于 0，表明最高位是 1）時，給max7219_din寫入 1，當(dāng)“（）”內(nèi)為邏輯真（等于 0，表明最高位是 0），給 max7219_din寫入 0，在 CLK的上升沿將數(shù)據(jù)寫入寄存器，然后把 m中的數(shù)據(jù)左移一位，為寫入下一位數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備。最后將 LOAD拉高，完成整個寫入過程。 MAX7219 的初始化 在對 MAX7219使用前，應(yīng)對其 進(jìn)行初始化，設(shè)置 MAX7219的譯碼方式、掃描范圍等寄存器參數(shù)。 例如：編寫 max7219 的初始化程序。 void int_7219(void) { write7219_data(0x0f,0x00)。 // MAX7219 在工作模式，非顯示測試模式 write7219_data(0x0b,0x07)。 //數(shù)碼管掃描范圍， digit0~digit7 write7219_data(0x0c,0x01)。 //開 LED顯示 write7219_data(0x0a,0x08)。 // LED 顯示亮度設(shè)置 write7219_data(0x09,0xff)。 //譯碼工作方式 } 數(shù)據(jù)顯示 假設(shè)待顯示的數(shù)據(jù)為 4位的十進(jìn)制數(shù)，包含一位小數(shù)，為避免浮點數(shù)，將該數(shù)乘以 10后在子程序 display7219(bit neg,unsigned int dis_dat)中進(jìn)行顯示，當(dāng)位變量 neg等于 0代表 dis_dat的數(shù)為正值， dis_dat為絕對值，是顯示數(shù)據(jù)的 10倍。 溫度測量及顯示仿真實現(xiàn) 30 使用 LED 數(shù)碼管的 digit 0～ digit 3 位碼顯示 dis_dat 的 4 位十進(jìn)制數(shù)據(jù)，digit 1位碼一定 有小數(shù)點。 當(dāng) neg等于 0，則 LED的 digit 3位碼顯示“ ”，否則顯示 dis_dat 的最高位。顯然數(shù)據(jù)的范圍是 ～ 。 例如：編寫使用 MAX7219驅(qū)動顯示 4位的十進(jìn)制數(shù)的程序。 void display7219(bit neg,unsigned int dis_dat) { unsigned char dis_b。 if (neg ==1 ) { //查看顯示數(shù)據(jù)的正負(fù)標(biāo)記 write7219_data(0x04,0x0a)。 //為負(fù)時， Digit3顯示負(fù)號 }else { dis_b=dis_dat/1000。 //取數(shù)據(jù)的“千”位 dis_dat=dis_dat%1000。 //求余，千位后的 3位數(shù)據(jù) write7219_data(0x04,dis_b)。 //為正時，顯示千位的數(shù)據(jù) } dis_b=dis_dat/100。 //取數(shù)據(jù)的“百”位 dis_dat=dis_dat%100。 //求余，百位后的 2位數(shù)據(jù) write7219_data(0x03,dis_b)。 //向 Digit2中寫入數(shù)據(jù) dis_b=dis_dat/10。 //取數(shù)據(jù)的“十”位 dis_b=dis_b|0x80。 // Digit1 中包含小數(shù)點 write7219_data(0x02,dis_b)。 //向 Digit1中寫入數(shù)據(jù) dis_b=dis_dat%10。 //求余，結(jié)果是 1位十進(jìn)制數(shù) write7219_data(0x01,dis_b)。 //向 Digit0中寫入數(shù)據(jù) ｝ 第 5 章 溫度的采集處理與顯示程序 以上介紹了 DS18B20 的原理，以及單片機(jī)從 DS18B20讀取溫度的編程方法；還介紹了 LED顯示器驅(qū)動芯片 MAX7219的原理與使用方法。本節(jié)介紹如何將采集到的溫度在 LED上顯示的完整程序。 在編寫完整程序前，還需要解決一個問題：在采集 得到的溫度“碼”： lowbyte和 highbyte，還需要做必要的處理才能用 display7219()函數(shù)進(jìn)行顯示。 lowbyte 和 highbyte 中包含了測量溫度的信息。需編寫數(shù)據(jù)處理程序從lowbyte和 highbyte 的二進(jìn)制數(shù)據(jù)中求得溫度的十進(jìn)制表達(dá)，保