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多功能LED译码显示驱动ICPS7219

 

摘要介绍PS7219的结构特点及应用。

  关键词SPI译码显示驱动级联控制寄存器数据寄存器触发门限

 

1引言

  PS7219是由力源公司自行研制、开发的一款新型多功能8位LED显示驱动IC。接口采用三线SPI方式,用户只需简单修改内部相关的控制或数字RAM,便可很容易地实现多位LED显示。在性能上PS7219与MAXIM公司的MAX7219完全兼容,并增加了位闪等功能。

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  PS7219具有多个级联特性,为大屏幕LED显示提供了方便。在理论上,只需三根用户I/O口控制线,便可以实现无穷多的LED级联显示。在实际应用中,已实现了149片PS7219级联,可以控制1192位LED显示。

2PS7219特点与引脚说明

  PS7219的特点:
 ★串行接口(16位控制字);
 ★8位共阴级LED显示驱动;
 ★显示位数1~8,可数字调节;
 ★按位进行BCD译码/不译码数字制;
 ★16级亮度数字控制;
 ★上电LED全熄;
 ★提供位闪功能;
 ★多个PS7219级联可实现任意多的LED显示;
 ★宽24脚双列直插模块封装。
  PS7219引脚图如图1所示。
  引脚功能说明见表1。

3PS7219内部结构

 如图2所示,PS7219由六部分组成。

FCR3.GIF (2630 bytes)

图2PS7219内部组成框图

3.1串行输入缓冲部分

主要功能是与外部控制信号接口,将控制命令串行读入,并进行串并转换,供控制器读取。

FCR1.GIF (1894 bytes)

图1PS7219引脚排列

FCR2.GIF (7364 bytes)

3.2控制器

 是整个IC的核心部分。它先将输入缓冲部分的控制字读入处理,根据其地址值送到相应的控制RAM或数字RAM,同时将数据送入串行同步输出部分,以便在下一个控制字输入周期,将其串行输出。

3.3控制RAM数据RAM

 这两部分一起控制LED译码显示部分,实现不同功能及字符的显示。
 控制RAM包括:空操作寄存器,译码模式控制寄存器,亮度控制寄存器,掉电控制寄存器,闪烁控制寄存器,测试控制寄存器和扫描界线寄存器。
 数据RAM包括:数据1—8寄存器。

3.4LED译码显示

 根据控制RAM和数据RAM的不同值,来实现相应的显示功能。

3.5内部时钟电路

 为控制器提供频率为24MHz的基准时钟,为LED译码显示电路提供频率为1.5kHz的扫描时钟。

4使用及实例

4.1使用注意事项

  (1)PS7219上电后,内部RAM清零。显示前应先将亮度寄存器、译码模式寄存器及数据寄存器赋值。
  (2)PS7219应连接共阴式LED显示器,没有用的LED显示器位选引脚可以悬空不接。
  (3)其显示采用扫描方式,使用普通LED亮度可能不足,可选用高亮型号或超高亮型号。对于尺寸大于0.8英寸的LED,应使用适当的驱动电路。
  (4)PS7219的RST复位端应可靠地接到复位电路上去。上电复位信号宽度要求大于100ms,典型复位门限为4.65V。
  (5)级联时,如果驱动的LED个数不足8的倍数,可把两片驱动器的扫描界线设置为相同的值。
  例如,若需11个LED,则两片PS7219分别联接6和5个,并把两片PS7219的显示位数都设置为6。这样,便不会造成两片PS7219驱动的LED亮度有所差异。
  (6)当PS7219级联个数大于8个时,需要增加CLK、LOAD信号的驱动能力。可选用如SN74HC245类似的驱动IC。其具体做法见下面将要举的一实例。

4.2应用举例

 (1)单片应用单片PS7219驱动8位LED的原理图如图3所示。

FCR4.GIF (3873 bytes)

图3PS7219的单片应用

 (2)级联应用这里介绍一个149片PS7219级联的应用实例,如图4所示。

FCR5.GIF (7067 bytes)

图4级联应用时的电原理图

  本例为金融系统的壁挂式利率表,其显示的信号主要有日期和时间、存款利率及外汇兑换比率等。人机交换采用遥控方式。这个系统在硬件方面考虑了如下几个问题。
  (1)电源功率
  每个PS7219的平均功率为0.75W。系统总功率P=149×0.75≈112W。考虑安全裕量问题,电源总设计功率为P=200W。
  (2)由于149片PS7219芯片不是配置在一块印制板,而是配置在多块板上,每块印制板上配置6~7片PS7219,在相邻印制板的连接上,就应考虑CLK、LOAD、DIN的信号线不宜过长,否则通讯因受外界干扰过大而出现乱码现象。
  (3)RST端复位信号可连接在一起,复位信号可用专用复位芯片如IMP810L、MAX810L等控制,这里选用IMP810L。
  (4)LOAD、CLK信号的驱动,采用SN74AHC244,应保证244的每根输出引脚的连接少于8个CMOS输入端。

  这个系统的软件主要分为初始化、遥控接收及数据传送子程序三个部分。图5是它的主控程序框图。
  上电后,硬件复位,所有显示为全熄状态。此时单片机将初始化PS7219,即设置显示模式寄存器,设置亮度寄存器,设置译码方式寄存器,设置显示位数寄存器及设置数据寄存器。
  初始化后,系统便进入正常工作态,一方面进行时间显示,另一方面等待遥控输入,以便设置正确时间初值及各项利率值。
  由于该系统采用PS7219专用显示电路,而使硬件软件结构大为精简。

参考文献

1PS7219带有高速串行接口的8位LED

 控制驱动器.

 武汉力源电子股份有限公司,1998

2MAXIM热门集成电路使用手册.

 武汉力源电子股份有限公司,1995.10

 

FCR6.GIF (2594 bytes)

图5程序框图

 

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