【雕爷学编程】Arduino动手做（81）--- 8位LED数码

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验八十一：8位LED数码管MAX7219模块（支持级联八位串行3个IO口控制）

MAX7219

是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路，段字驱动器，而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。

一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。MAX7219同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。整个设备包含一个150μA的低功耗关闭模式，模拟和数字亮度控制，一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据，还有一个让所有LED发光的检测模式。只需要3个IO口即可驱动8位数码管！数码管显示时无闪烁！支持级联！

MAX7219/MAX7221

是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路，段字驱动器，而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。 只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。 MAX7221与SPI™、 QSPI™以及 MICROWIRE™相兼容，同时它有限制回转电流的段驱动来减少EMI（电磁干扰）。 一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。 每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。MAX7219/MAX7221同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。 整个设备包含一个150μA的低功耗关闭模式，模拟和数字亮度控制，一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据，还有一个让所有LED发光的检测模式。

功能特点

1 10MHz连续串行口

2 独立的LED段控制

3 数字的译码与非译码选择

4 150μA的低功耗关闭模式

5 亮度的数字和模拟控制

6 高电压中断显示

7 共阴极LED显示驱动

8 限制回转电流的段驱动来减少EMI（MAX7221）

9 SPI, QSPI, MICROWIRE串行接口（MAX7221）

10 24脚的 DIP和 SO 封装

管脚描述

管脚 名称 功能

1 DIN 串行数据输入端口。在时钟上升沿时数据被载入内部的16位寄存器。 

2,3,5-8,10,11 DIG 0–DIG7 八个数据驱动线路置显示器共阴极为低电平。关闭时7219此管脚输出高电平，7221呈现高阻抗。

4,9 GND 地线 （4脚和9脚必须同时接地）

12 LOAD (MAX7219) 载入数据。连续数据的后16位在LOAD端的上升沿时被锁定。

CS (MAX7221) 片选端。该端为低电平时串行数据被载入移位寄存器。连续数据的后16位在cs端的上升沿时被锁定。

13 CLK 时钟序列输入端。最大速率为 10MHz.在时钟的上升沿， 数据移入内部移位寄存器。 下降沿时， 数据从DOUT端输出。MAX7221来说，只有当cs端为低电平时时钟输入才有效。

14-17,20-23 SEG 7 段和小数点驱动，为显示器提供电流。当一个段驱

A–SEG G, 动关闭时，7219的此端呈低电平，7221呈现高阻抗。

DP

18 SET 通过一个电阻连接到VDD 来提高段电流。

19 V+ 正极电压输入，+5V

24 DOUT 串行数据输出端口，从DIN输入的数据在16.5个时钟周期后在此端有效。当使用多个MAX7219/MAX7221时用此端方便扩展。

8位LED数码管MAX7219模块（支持级联八位串行3个IO口控制）

接线说明(以提供的程序为例，可以接任意IO口，在程序中修改端口定义即可)：

VCC→5V

GND→GND

DIN→D2

CS  →D3

CLK→D4

模块电原理图

/*

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

  实验八十一： 8位LED数码管MAX7219模块

  能通过验证，上传成功

  仅显示“23456E86”，列为失败的程序，技术有限，只能以后再说了

*/

#include <LedControl.h>

int CLK = 4;

int CS = 3;

int DIN = 2; //这里定义了那三个脚

int PIECENUM = 8;//数码管片数

void setup() {

  pinMode(CLK, OUTPUT);

  pinMode(CS, OUTPUT);

  pinMode(DIN, OUTPUT); //让三个脚都是输出状态

  Delay_xms(50);

  Init_MAX7219(PIECENUM);

  Delay_xms(2000);

}

void loop() {

  Write_Max7219(1, 0x0f, 0x00, 0);    //显示测试：1；测试结束，正常显示：0

  for (int i = 1; i <= 5; i++) {

  Write_Mynum(1, i, i + 1, 1);

  }

  //Write_Mynum(1, 7, '_', 0);

// Write_Mynum(1, 8, '_', 0);

  for (int i = 1; i <= 8; i++) {

  Write_Mynum(2, i, 2, 0);

  }

  for (int i = 1; i <= 8; i++) {

  Write_Mynum(3, i, 3, 0);

  }

  for (int i = 1; i <= 8; i++) {

  Write_Mynum(4, i, 8 - i, 1);

  }

  while (1);

}

void Delay_xms(unsigned int x)

{

  unsigned int i, j;

  for (i = 0; i < x; i++)

  for (j = 0; j < 112; j++);

}

//切换地址，方便写

void Write_Mynum(int pnum,  unsigned char address, unsigned char dat , int dp) {

  Write_Max7219(pnum, 9 - address, dat, dp);

}

//功能：向MAX7219写入字节

//入口参数：DATA,dp显示小数点与否

void Write_Max7219_byte(unsigned char DATA, int dp)

{

  unsigned char i;

  digitalWrite(CS, LOW);

  for (i = 8; i >= 1; i--)

  {

  digitalWrite(CLK, LOW);

  if (i == 8 && dp == 1)

    digitalWrite(DIN, HIGH);

  else {

    if (DATA & 0X80)

      digitalWrite(DIN, HIGH);

    else

      digitalWrite(DIN, LOW);

  }

  DATA <<= 1;

  digitalWrite(CLK, HIGH);

  }

}

//功能：向MAX7219写入数据

//入口参数：pnum数码管片序号,address,dat,dp显示小数点与否

void Write_Max7219(int pnum, unsigned char address, unsigned char dat, int dp)

{

  digitalWrite(CS, LOW);

  Write_Max7219_byte(address, 0);      //写入地址，即数码管编号

  Write_Max7219_byte(dat, dp);          //写入数据，即数码管显示数字

  if (pnum > 1) {

  digitalWrite(CLK, HIGH);

  for (int i = 1; i < pnum; i++) {

    Write_Max7219_byte(0X00, 0);

    Write_Max7219_byte(0X00, 0);

  }

  }

  digitalWrite(CS, HIGH);

}

//Max7219初始化

void Init_MAX7219(int pienum)

{

  for (int i = 1 ; i <= pienum ; i++) {

  Write_Max7219(i, 0x09, 0xff, 0);    //译码方式：BCD码

  Write_Max7219(i, 0x0a, 0x03, 0);    //参数3：亮度

  Write_Max7219(i, 0x0b, 0x07, 0);    //扫描界限；参数3：8个数码管显示

  Write_Max7219(i, 0x0c, 0x01, 0);    //掉电模式：参数3：0，普通模式：1

  Write_Max7219(i, 0x0f, 0x01, 0);    //显示测试：参数3：1；测试结束，正常显示：0

  }

}

实验场景图

实验开源仿真编程（Linkboy V4.2）

程序之二，显示字符3和4，小数点流水移动

实验开源仿真编程（Linkboy V4.2）

程序之三，显示字符88888888和8个小数点

实验开源仿真编程（Linkboy V4.2）

程序之四，循环调整屏幕的16级亮度