LED显示驱动器与MAXQ2000微控制器的通信

引言

MAX6950和MAX6951分别为5位和8位共阴极LED显示驱动器，通过高速SPI 接口控制。这两款器件采用*的复用结构，大大减少了LED驱动器与LED面板的连线。MAXQ2000是一16位RISC微控制器，集成了SPI模块，简化了LED驱动器与微控制器的连接。本应用笔记提供了MAXQ®汇编程序范例，说明MAXQ2000 SPI模块与MAX6951/MAX6950的配合使用。

硬件和软件需求

为了实现本应用笔记的接口试验，需要MAX6951评估板(EV kit)、MAXQ2000评估板(包括MAX-IDE软件)、科提供zui小200mA电流的+5V电源和具备一个可用串口的PC机。

硬件设置

MAX6951评估板跳线设置

去掉JU2、JU3和JU4引脚1与引脚2之间的跳线，断开/CS\、DIN和SCLK信号与评估板上电平转换器的连接。

MAXQ2000评估板跳线和DIP开关设置

开关SW3的1-8引脚置于off位置

JU1：连接引脚1和引脚2

JU2：连接引脚1和引脚2

JU3：连接引脚1和引脚2

JU4：开路

JU10：开路

JU11：接通(MAXQ2000评估板由一块JTAG接口板供电，电源为+5V。)

按图1所示连接两块评估板。

固件说明

可从Maxim下载本项目的完整固件文件，通过Maxim提供的集成开发环境和调试环境，用于MAXQ系列微控制器的MAX-IDE，进行编译。

main.asm文件

该文件为本项目的主循环程序，它通过调用不同的子程序演示正确写入MAX6951寄存器的数据。固件演示MAX6951的以下功能：

MAX6951 SPI接口初始化。

在16进制译码方式下，对MAX6951所有数字的P0和P1级写入并显示0、1、2、...、A、B、C、D、E、F和8个小数位(如，点亮所有LED字段)。

在非译码方式下，写入并显示上述字母和其它用户内建字符，如H、L、P、Q、Y等。

LED亮度调节，该程序说明如何设置MAX6951亮度寄存器，测试数字亮度控制功能。

扫描限制循环程序。该程序用相同亮度循环显示第1位到第8位数字。

注：监控进程，以确认扫描限制提高时，降低亮度。

闪烁控制，该程序将不同数值写入每位数据的P0级和P1级。还可采用快速闪烁方式来演示段闪烁控制功能，可同步多个LED驱动器。

滚动循环，该程序从左到右、从右到左滚动显示文本信息：HELLO。

跳动循环，该程序在LED两个边沿之间跳动显示文本信息：HELLO。

计时循环，这个程序说明在16进制译码方式和非译码方式下，如何设计显示毫秒级计时。

max2000ev_6951.asm文件

该文件包含所有用于MAX6951评估板与MAXQ2000微控制器之间通信的功能函数。其主要函数有：

max6951_init：该函数正确地设置MAXQ2000的SPI模式，实现与MAX6951的连接。使能SPI，并初始化MAX6951，在显示板上显示八个0。列表1为该函数的详细代码。

列表1. MAX6951初始化例程

;*******************************************************************************

;* Function: max6951_init

;*

;* Sets the correct SPI modes for talking to the MAX6951, enables SPI, and

;*

;* initializes the MAX6951 to display 8 0s.

;*

;* Input: None.

;*

;* Output: None.

;*

;* Destroys: ACC, A[0] -- A[10], PSF

;*

;*******************************************************************************

MAX6951_INIT:

; SET SPI BAUD RATE

MOVE A[0], #2400H ; SYSTEM CLOCK IS 16,000,000 HZ

MOVE A[1], #00F4H

MOVE A[2], #4240H ; DESIRED BAUD RATE IS 1,000,000 HZ

MOVE A[3], #000FH

CALL SPI_SETBAUDRATE

; SET THE APPROPRIATE MODES FOR THE 6951

MOVE C, #SPI_IDLE_LOW ; IDLE = LOW

CALL SPI_SETCLOCKPOLARITY

MOVE C, #SPI_ACTIVE_EDGE ; ACTIVE = RISING EDGE

CALL SPI_SETCLOCKPHASE

MOVE C, #SPI_LENGTH_16 ; ALWAYS TRANSFER 16 BITS

CALL SPI_SETCHARACTERLENGTH

MOVE C, #SPI_MASTER_MODE ; MAXQ2000 IS THE MASTER, MAX6951 IS THE SLAVE

CALL SPI_SETMODE

; ENABLE SPI

MOVE C, #1

CALL SPI_ENABLE

; SHUTDOWN MAX6951 DISPLAY FIRST

CALL MAX6951_SHUTDOWN

; SET MAX6951 IN HEXADECIMAL DECODE MODE

MOVE ACC, #MAX6951REG_DECODE

SLA4

SLA4

OR #0FFH ; HEXADECIMAL DECODE

CALL MAX6951_TRANSMIT

; SET DISPLAY INTENSITY = 16/16

MOVE ACC, #MAX6951REG_INTENSITY

SLA4

SLA4

OR #0FH ; INTENSITY = 16/16

CALL MAX6951_TRANSMIT

; SCAN LIMIT = 7

MOVE ACC, #MAX6951REG_SCANLIMIT

SLA4

SLA4

OR #07H ; SCAN LIMIT = 7

CALL MAX6951_TRANSMIT

RET

max6951_transmit：该函数向Max6951发送一个寄存器地址和数据字节(16位)。

max6951_set_all_n：这些函数将一位数字寄存器的P0级和P1级设置为数字“n”。所有函数具备16进制译码和非译码模式。

max6951_e_d_s_d：该函数先使能MAX6951显示，然后延迟半秒，关断显示，再延迟100ms。

max6951_screenshot：这些函数在8位数字LED面板的八个不同位置处显示HELLO。

max6951_scroll_R_to_L：以不同顺序显示，该函数以非译码方式从右至左滚动显示HELLO。

max6951_scroll_L_to_R：以不同顺序显示，该函数以非译码方式从左至右滚动显示HELLO。

max6951_bouncing：该函数在LED的两个边沿之间跳动显示HELLO。

font_lookup：给定一个16进制数，该函数查询在标准7段LED上以非译码方式显示的相同字符。

max6951_counting：该函数用于显示毫秒计时，度为10毫秒。 列表2为详细代码。

列表2. MAX6951计时例程

;*******************************************************************************

;* Function: max6951_counting

;*

;* This routine counts how many 10-milliseconds have elapsed and displays

;*

;* the value from 0000 to 9999 on LED digits 3-0(no way to blank leading digits).

;*

; The routine displays the same value on LED digits 7-4(by using no decode

;*

;* mode, individual leading digits can be blanked).

;*

;* Input: None

;*

;* Output: None

;*

;* Destroys: ACC, A[1] - A[4], A[9]

;*

;*******************************************************************************

MAX6951_COUNTING:

CALL MAX6951_SHUTDOWN

CALL MAX6951_SET_ALL_0 ; SET ALL BITS OF DATA REGISTERS TO 0

MOVE ACC, #010FH ; HEXDECIMAL DECODE DIGITS 3-0, NO DEOCDE DIGITS 7-4

CALL MAX6951_TRANSMIT

; INITIALIZE THE COUNT TO 0

MOVE A[1], #0 ; A[1] => DIGIT 0

MOVE A[2], #0 ; A[2] => DIGIT 1

MOVE A[3], #0 ; A[3] => DIGIT 2

MOVE A[4], #0 ; A[4] => DIGIT 3

COUNT_LOOP:

INCREASE_DIGIT3:

MOVE ACC, A[4] ; PROCESS DIGIT 3

SUB #9

JUMP Z, INCREASE_DIGIT2 ; DIGIT 3 = 9, THERE IS CARRY OVER

MOVE ACC, A[4] ; DIGIT 3 < 9, CONTINUE

ADD #1

MOVE A[4], ACC

CALL FONT_LOOKUP ; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT

; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED

OR #6300H

CALL MAX6951_TRANSMIT ; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 3 NEW VALUE

MOVE ACC, A[9] ; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 7

OR #6700H

CALL MAX6951_TRANSMIT

JUMP DISPLAY_NUMBER

INCREASE_DIGIT2:

OR #6300H

CALL MAX6951_TRANSMIT ; WRITE 0 TO DIGIT 3 REGISTER FIRST

MOVE A[4], #0 ; SET DIGIT 3 BACK TO 0

MOVE ACC, #677EH ; NO DECODE VALUE FOR FONT '0' IS "7EH"

CALL MAX6951_TRANSMIT ; WRITE 7EH TO DIGIT 7 REGISTER

MOVE ACC, A[3] ; PROCESS DIGIT 2

SUB #9

JUMP Z, INCREASE_DIGIT1 ; DIGIT 2 = 9, THERE IS CARRY OVER

MOVE ACC, A[3] ; DIGIT 2 < 9, CONTINUE

ADD #1

MOVE A[3], ACC

CALL FONT_LOOKUP ; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT

; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED

OR #6200H

CALL MAX6951_TRANSMIT ; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 2 NEW VALUE

MOVE ACC, A[9] ; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 6

OR #6600H

CALL MAX6951_TRANSMIT

JUMP DISPLAY_NUMBER

INCREASE_DIGIT1:

OR #6200H

CALL MAX6951_TRANSMIT ; WRITE 0 TO DIGIT 2 REGISTER FIRST

MOVE A[3], #0 ; SET DIGIT 2 BACK TO 0

MOVE ACC, #667EH ; NO DECODE VALUE FOR FONT '0' IS "7EH"

CALL MAX6951_TRANSMIT ; WRITE 7EH TO DIGIT 6 REGISTER

MOVE ACC, A[2] ; PROCESS DIGIT 1

SUB #9

JUMP Z, INCREASE_DIGIT0 ; DIGIT 1 = 9, THERE IS CARRY OVER

MOVE ACC, A[2] ; DIGIT 1 < 9, CONTINUE

ADD #1

MOVE A[2], ACC

CALL FONT_LOOKUP ; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT

; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED

OR #6100H

CALL MAX6951_TRANSMIT ; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 1 NEW VALUE

MOVE ACC, A[9] ; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 5

OR #6500H

CALL MAX6951_TRANSMIT

JUMP DISPLAY_NUMBER

INCREASE_DIGIT0:

OR #6100H

CALL MAX6951_TRANSMIT ; WRITE 0 TO DIGIT 1 REGISTER FIRST

MOVE A[2], #0 ; SET DIGIT 1 BACK TO 0

MOVE ACC, #657EH ; NO DECODE VALUE FOR FONT '0' IS "7EH"

CALL MAX6951_TRANSMIT ; WIRTE 7EH TO DIGIT 5 REGISTER

MOVE ACC, A[1] ; PROCESS DIGIT 0

SUB #9

JUMP Z, COUNT_COMPLETE ; DIGIT 0 = 9, COUNTING IS OVER

MOVE ACC, A[1] ; DIGIT 0 < 9, CONTINUE

ADD #1

MOVE A[1], ACC

CALL FONT_LOOKUP ; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT

; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED

OR #6000H

CALL MAX6951_TRANSMIT ; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 0 NEW VALUE

MOVE ACC, A[9] ; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 4

OR #6400H

CALL MAX6951_TRANSMIT

DISPLAY_NUMBER: ; DISPLAY DIGIT 3-0 IN HEXADECIMAL DECODE MODE

; DIEPLAY DIGIT 7-4 IN NO DECODE MODE

CALL MAX6951_ENABLE

CALL MAX6951_10MS_DELAY

JUMP COUNT_LOOP

COUNT_COMPLETE:

RET

maxq2000_spi.asm文件：该文件用于配置、使用MAXQ2000 SPI模块。集成在MAX-IDE，用户无需修改即可使用。

divide32.asm文件：这是MAX-IDE软件提供的32位除法程序。

maxq2000.inc、maxq2000_spi.inc和max2000ev_6951.inc文件：这些是MAXQ2000引脚定义和MAX6951寄存器定义的嵌套文件。

结论

MAX6951/MAX6950 SPI LED驱动器简单易用的共阴极显示器驱动器，通过SPI串行接口连接微控制器。MAXQ系列微控制器集成了SPI模块，可通过SPI接口与LED驱动器通信。这里介绍的例程有助于用户理解MAX6951的LED驱动功能。也可将该例程应用到类似的MAXQ2000系统开发中。