MAX7219 示例（8位段驱动器）

Source: Dev.to

（请提供您希望翻译的完整文本内容，我将按照要求保留源链接并将文本翻译为简体中文。）

硬件

我使用的开发板配备了一个 8 位 7 段显示器和一个 MAX7219 驱动芯片。

引脚分配

虽然这些引脚看起来像 SPI 接口，但 MAX7219 实际上只使用一种简单的 16 位串行协议（MAX7221 是兼容 SPI 的变体）。

串行数据格式

每个事务由 16 位 组成：

• 上位 8 位 – 寄存器地址
• 下位 8 位 – 该寄存器的数据

数据手册显示位是 先发送最高位 (MSB)（功能图错误地提到了先发送最低位 (LSB)）。

寄存器地址映射

• 显示测试 寄存器会在最大亮度下点亮每位数字的所有段。
• 关机 寄存器使用 0x01 以启用正常运行（名称有点令人困惑）。

寄存器：Scan‑Limit

Scan‑Limit 寄存器选择有多少位数是激活的：

• 0x00 – 仅显示第 0 位（复位后默认）
• 0x07 – 显示全部八位

如果你想 完全没有输出，可以：

• 将设备置于 Shutdown（关机）模式 (0x0C 0x00)，或
• 在 No‑Decode 模式下将第一位设为 0x00（无段显示），或在 BCD 模式下设为 0x0F。

Register: Digit

每个数字寄存器包含 8 位，用于控制各个段（或在启用解码时表示 BCD 值）。

1. No‑Decode（原始段）模式

位对应的段 A‑G 和小数点 DP：

示例 – 要显示数字 1，应写入 0x30（D5=1, D4=1，即点亮段 B 和 C）。

2. BCD（解码）模式

当 Decode Mode 寄存器中的相应位被设置时，驱动器会将低四位（0x0‑0x9）解释为十进制数字，并自动点亮相应的段。

特殊 BCD 码（0xA‑0xF）：

你甚至可以通过发送序列 0x040C 0x030B 0x020D 0x010E 来拼出 “HELP”（第 3 位 → H，第 2 位 → E，第 1 位 → L，第 0 位 → P）。

寄存器：解码模式

Decode Mode 寄存器是一个 掩码；每个位用于为相应的数字启用 BCD 解码：

• 0x00 – 所有数字均不进行解码（原始段模式）。
• 0x01 – 仅为数字 0 启用 BCD 解码。
• 0x03 – 为数字 0 和 1 启用 BCD 解码，依此类推。

加载数据（串行写入）

数据在 CLK 的 上升沿 采样。驱动器对 DIN 进行采样并将该位移入内部的 16‑位移位寄存器（先传输最高位）。

发送单个位（Arduino‑风格伪代码）

digitalWrite(PIN_CLK, LOW);          // prepare for rising edge
if (cmd & 0x8000) {                  // MSB of the 16‑bit word?
    digitalWrite(PIN_DIN, HIGH);
} else {
    digitalWrite(PIN_DIN, LOW);
}
digitalWrite(PIN_CLK, HIGH);         // latch the bit

发送完整的 16‑位命令

// Example: enable Display‑Test (register 0x0F, data 0x01)
uint16_t cmd = 0x0F01;               // high byte = address, low byte = data

for (int i = 0; i (reg)

注意： 如果需要更高的性能，可以将其转换为宏。

构建命令

命令非常容易构建。例如，要向 digit 0 发送数字 6（使用 BCD）：

// 0x1 is the register for digit 0
uint16_t cmd = buildCmd(0x1, 6);
// send the command to the module
sendCmd(cmd);

如果不使用 BCD：

// 0x1 is the register for digit 0
// 6 uses segments A, C, D, E, F, G → 0b0101 1111 = 0x5F
uint16_t cmd = buildCmd(0x1, 0x5F);
sendCmd(cmd);

示例

下面的示例使用测试模式，然后重置大多数寄存器。仅重置模块已经足够，但在配置之前重置所有寄存器可以让你拥有一个干净的起点。

// Enable all 8 digits
cmdSetScanLimit(7);

// Set lowest intensity
cmdSetIntensity(0);

// Use BCD decoding for all digits
cmdSetDecodeMode(0xFF);

// Blank all segments
for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
    uint16_t cmd = buildCmd(REGISTER_DIGIT0 + i, 0xF);
    sendCmd(cmd);
}

// Show all possible BCD values, finishing with a blank
for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
    for (uint8_t j = 0; j < 16; j++) {
        uint16_t cmd = buildCmd(REGISTER_DIGIT0 + i, j);
        sendCmd(cmd);
        delay(200);
    }
}

示例仓库

https://github.com/danguer/arduino-examples/tree/main/max7219

Source: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/max7219-max7221.pdf

数据手册

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/max7219-max7221.pdf