【ESP32-E Arduino开发板】数码管串行显示驱动

jinglixixi

在工业现场，数码管是一种常用的显示器件，通常会有2种使用方式，即并使用方式和串行使用方式。

由于并使用方式较耗费I/O资源，故这里选取的方式为串行方式。

为便于使用所用的是串行显示模块，其外观如图1所示。该模块以MAX7219为串行输入/并行输出的显示驱动芯片，可连接一个8位的7段数码管，或连接64个独立的LED。

在该芯片内部还集成了一个B型的BCD码编码多路扫描回路、段字驱动器。且含有一个8*8的静态RAM来存储显示数据，有一个外部寄存器用来设置各LED的段电流。

在显示过程中，无抖动和闪烁现象，支持级联方式进行显示位数的扩展。除2个电源引脚外，另3个引脚为：串行数据输入端DIN、串行时钟输入端CLK及片选引脚CS。

图1   8位串行数码管显示模块

显示模块与开发板的引脚连接定义如下：

#define CLK D2

#define DIN D3

#define CS  D7

其中Max7219的字节发送函数为：

void Write_Max7219_byte(unsigned charDATA){

  unsigned char i;

  digitalWrite(CS, LOW);

  for(i=8;i>=1;i--) {

   digitalWrite(CLK, LOW);

   if(DATA&0x80) digitalWrite(DIN, HIGH);

   else  digitalWrite(DIN, LOW);

   DATA=DATA<<1;

   digitalWrite(CLK, HIGH);

  }

}

Max7219向寄存器写入数据的函数为：

void Write_Max7219(char address,char dat){

  digitalWrite(CS, LOW);

  Write_Max7219_byte(address);

  Write_Max7219_byte(dat);

  digitalWrite(CS, HIGH);

}

MAX7219的初始化函数为：

void Init_MAX7219(void){

  Write_Max7219(0x09, 0xff);

  Write_Max7219(0x0a, 0x03);

  Write_Max7219(0x0b, 0x07);

  Write_Max7219(0x0c, 0x01);

  Write_Max7219(0x0f, 0x01);

}

实现图2显示效果的配置函数和循环函数为：

void setup() {

  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  pinMode(CS,OUTPUT);

  pinMode(CLK,OUTPUT);

  pinMode(DIN,OUTPUT);

  delay(50);

  Init_MAX7219();

  delay(200);

  Write_Max7219(0xff,0x00);

  Write_Max7219(1,8);

  Write_Max7219(2,7);

  Write_Max7219(3,6);

  Write_Max7219(4,5);

  Write_Max7219(5,4);

  Write_Max7219(6,3);

  Write_Max7219(7,2);

  Write_Max7219(8,1);

}

void loop() {

  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);

  delay(1000);

  digitalWrite(LED_PIN, LOW);

  delay(1000);

}

图2  显示效果

有了数码管的显示功能，再有数值显示的问题就可以交给它了，相较于常规的数码管显示，它具有占用引脚资源少的优势，且显示的亮度高，适于用在工业控制中。