LED数码管驱动电路ICM7218B及与MCS51单片机的接口

第２１卷增刊２００４年７月　　　　　　　　贵州大学学报（自然科学版）Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｙ　ｔ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）Ｖｏｌ．　２１　ＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔＪｕｌ．　　　　　　　　　　２００４文章编号１００（】一５２６９（２００４）Ｓ０一００４４一０４ＬＥＤ数码管驱动电路ＩＣＭ７２１８　Ｂ及与ＭＣＳ５１单片机的接口　　　　邹德良（贵州大学职业技术学院教科处，贵州贵阳５５０００４）摘要在当今各种测控仪表中，尤其是智能化仪表都需要直观地将结果或各种参数显示出来，这就涉及到显示器的驱动问题，大多采用驱动集成电路如ＭＣ１４４９９，７５４５２，ＣＤ１４５１３等，但这些芯片可驱动的位数较少。本文介绍的ＩＣＭ７２１８Ｂ芯片可驱动８位ＬＥＤ数码管，并且可十分方便的与微处理器接口，因此被广泛地应用于各种测控仪表中。关键词ＬＥＤ；驱动；ＭＣＵ；集成电路；接口；编码；译码中图分类号ＴＨ７０３文献标识码Ｃ１引言　　　　ＩＣＭ７２１８系列集成电路是ＩＮＴＥＲＳＩＬ公司推出的ＣＭＯＳ通用８位ＬＥＤ数码管驱动电路。该系列有Ａ－Ｅ五种型号。均内含位与段驱动电路及自动扫描控制电路，扫描频率２５０ＨＺ；有较强的位段驱动能力，８位驱动电流大于１７０ｍＡ，段驱动电流大于２０ｒｎＡ。另外还有８ｘ８位的静态存储器以及七段１６进制显示码和十进制显示码译码电路，该电路采用单一十５Ｖ电源供电，数据在电压降至２Ｖ时可保存不丢失，并且有降低功耗的功能。当电路工作在降低功耗的模式是则在指令的作用下将停止振荡器、译码器和显示器的工作，此时功耗仅１０泌左右。２　　　　　ＩＣＭ７２１８Ｂ的内部结构及管脚配置　　　　图１为ＩＣＭ７２１８Ｂ的原理框图，引脚配置如图２所示。各引脚的功能如下：＂　　　　　ＷＲＩＴＥ：低电平有效，将输人数据写人ＲＡＭ中。＂　　　　　ＭＯＤＥ：高电平，输人控制字；低电平，输人数据。＂　　　　　ＩＤ４：为ＳＨＵＴＤＯＷＮ信号，低电平将关闭晶振、译码器和显示，高电平则正常工作。＂　　　　　ＩＤ５：译码／不译码信号，高电平，不译码，应由软件译码；低电平，由ＩＣＭ７２１８Ｂ内部译码器进行硬件译码，有全十六进制译码和Ｂ码译码两种方式。软件译码时，输人的８位数据直接控制８个段的显示，格式如下：Ｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｄ７　　　　ＩＤ６　　　　ＩＤ５　　　　ＩＤ４　　　　ＩＤ３　　　　ＩＤ２　　　　ＩＤＩ　　　　ＩＤＯＤ．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｐ　　　　　ａ　　　　　　ｂ　　　　　　ｃ　　　　　　ｅ　　　　　　ｇ　　　　　　ｆ　　　　　　ｄ　　　　某位置为１，则相应此位的段被点亮，但Ｄ．　Ｐ不同，当此位置０时，Ｄ．　Ｐ即小数点被点亮。＂　　　　　ＩＤ６：决定硬件译码方式，高电平时，进行十六进制译码；低电平时，进行十进制（Ｂ码）９　　　　　ＩＤ７：为高电平，表示后面输人数据；低电平，表示后面不输人数据。。ＤＩ　　　　ＧＩＴ１一ＤＩＧＩＴ８；８位位驱动位，通常接七段ＬＥＤ数码管的位　　　　．ＶＣＣ及ＧＮＤ：电源及地・Ｄ．　　　　　Ｐ：小数点控制位。辛收稿日期：２００４　－０３　－３０增刊邹德良：ＬＥＤ数码管驱动电路ＩＣＭ７２１８Ｂ及与ＭＣＳ５１单片机的接口部数字关信号图１　　ＩＣＭ７２１８Ｂ功能框图ＤＩＧＰｆ４　　　　　　　　　　　　　　ＤＩＧＩ　　　　　　　　　　　　　　Ｔ６ＧＮＤ　　ＤＩＧＴＩ７ＤＩＧＴｆ３　　　　　　　　　　　　　　ＤＩＧＩ　　　　　　　　　　　　　　ＴＩＤＩＧＩＴ５ＤＩＧＩＴ２ＤＩＧ１Ｔ８Ｂ　　　　ＩＤ６（ＨＥＸＡ／ＣＯＤＥ　Ｂ）Ｉ　　　　　　Ｄ５（ＤＥＣＯＤＥ）ＩＤ７（ＤＡＴＡＣＯＭＩＮＧ）ＷＲｎ下　　　　　　　　　　　　　　ＭＯＤＥ　　　　　　　　　　　　　　　　ｆ　　　　Ｉ　　Ｄ４（ＳＨＵＴＤＯＷＮ）ＩＤ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＩｔｃＶ＋ＩＤＯ　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＩＤ２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｍ３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＿ａＤ．Ｐ图２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＩＣＭ７２１８Ｂ引脚配置　　　　ＩＣＭ７２１８Ｂ的控制信号线只有两根，数据线有８根ＩＤＯ一ＩＤ７，其中高四位是复用的，当写ＷＲＩＴＥ信号为低电平有效时，此时若ＭＯＤＥ为高电平时，由数据线ＩＤＯ一ＩＤ７写人命令字，其中只有ＩＮ一ＩＤ７有意义，低四位可不予理会，可取任意值；若此时ＭＯＤＥ为低电平时，由数据线ＩＤＯ一ＩＤ７写人显示数据；在写人显示数据时，ＩＣＭ７２１８Ｂ是采用数据串操作方式，即在写人命令字后，紧接着写人的是第一位要显示的数据（ＭＯＤＥ为低电平），其次是第２位数据，接着是第３位数据，……直到８位数据都写完，ＩＣＭ７２１８　Ｂ才驱动ＬＥＤ数码显示，在没写够８位数据时，ＬＥＤ数码管全灭。当写人的数据超过８各时，ＩＣＭ７２１８Ｂ对第九个数据及以后的任何数据都不予理会。．注意：（１）在写人命令时，　　　　ＩＣＭ７２１８Ｂ对低４位ＩＤＯ一ＩＤ３不予理会，即可取任意值。（　　　　２）当ＩＣＭ７２１８　Ｂ设定在译码方式时（写人命令字时ＩＤ５＝＂Ｏ＂）　，　ＩＣＭ７２１８Ｂ对高４位ＩＮ一ＩＤ７不予理会，即可取任意值。（　　　　３）写信号ＷＲＩＴＥ是电平有效信号，而不是边沿有效信号。（４）若写人命令字时，Ｉ　　　　Ｄ５＝＂０”则ＩＣＭ７２１８Ｂ工作在非译码状态，根据写人命令字时ＩＤ６的状态不贵州大学学报（自然科学版）第２１卷同，ＩＣＭ７２１８Ｂ或工作在１６进制显示码译码显示状态，或工作在ＢＣＤ显示码显示状态。写人的二进制与１６进制显示码、ＢＣＤ显示码的对应关系如下：二进制码０　　１　　２　　３　　４　　５　　６　　７　　８　　９ｌ０，几１２　　　１３　１４　　１５１６进制码０　　１　　２　　３　　４　　５　　６　　７　　８　　９ＡＢＣ　　Ｄ　　Ｅ　　ＦＢＣＤ显示码　　　　０　　１　　　　　２　　３　　４　　５　　６　　７　　８　　９一Ｅ　　Ｈ　　Ｌ　　Ｐ（灭）　　　　（５）由于ＩＣＭ７２１８Ｂ本身没有工作地址，其选通是由ＭＯＤＥ和ＷＲ共同完成的，所以只需用ＭＯＶＸＣ）ａＤＰＴＲ，Ａ指令就可以向ＩＣＭ７２１８　Ｂ中写命令或数据，而与ＤＰＴＲ的值无关。但为了安全起见，ＤＰＴＲ中应指定某一地址单元，以免与其它工作单元冲突而改写这些单元的数据３　　ＩＣＭ７２１８Ｂ与ＭＣＳ５１单片机的接口及应用厂　　　　　　　　　　　　　　　　图３为ＭＣＳ５１单片机与ＩＣＭ７２１８Ｂ接口组成的８位ＬＥＤ硬件扫描动态显示器。由于ＩＣＭ７２１８Ｂ兼有软件译码和硬件译码功能，如果使显示器显示出“ＨＥＬＬＯ一（　　　，ｆ，可用软件译码和硬件译码的方式分别得到。限于篇幅，本人在这儿仅介绍软件译码编程，硬件译码编程读者可参照格式自己编写。图３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＩＣＡＵ２１８Ｂ搭接的８位ＬＥＤ动态显示先找出各字符的编码。根据ａ，　　　　ｂ，Ｃ，ｄ，Ｃ，ｆ，ｇ各段与数据位的对应关系，可得：Ｈ中ａ，ｄ段为０，其余为１，即１０１１１１１０或ＢＥＨ，同样Ｅ，Ｌ，Ｏ、一、４的编码分别为：ＣＦＨ，８ＢＨ，ＦＢＨ，８４Ｈ，６６Ｈ。将ＨＥＬＬＯ一０４字符编码分别存人ＭＣＳ５１单片机片内４０Ｈ单元为首址的８个字节单元中，如下所示：４０Ｈ　　　　　　　　　　４１Ｈ　　　　４２Ｈ　　　４３Ｈ　　　　４４Ｈ　　　　４５Ｈ　　　　４６Ｈ　　　　４７ＨＢＥＨ　　　　　　　　　　ＣＦＨ　　　　８ＢＨ　　　８ＢＨ　　　　ＦＢＨ　　　　　　　　８４Ｈ　　　　ＦＢＨ　　　　６６Ｈ控制字决定如下：　　　　　　　　．ＩＤ７为Ｉ，后跟数据．Ｉ　　　　Ｄ６为ｘ，因不译码，此位无效。．Ｉ　　　　Ｄ５为１，不译码．Ｉ　　　　Ｄ４为１，不关闭即：　　　　１‘｝／｝Ｉ｛１一／１／｝／Ｉ／｝其中ｘ为任意，可为０，也可为１，现设为０，则控制字为：ＢＯＨ。程序如下：显示器最右边一位为第一位，ＲＯ为显示数据单元地址，起始为４７Ｈ单元，Ｒ２为显示位数，共８位。ＤＩＳ一ＭＡＩＮ：　ＳＥＴＢ　Ｐｌ．　０；置ＭＯＤＥ为高，准备写控制字ＭＯＶ　　　　　　　　　　　Ａ，＃ＯＢＯＨ；控制字ＢＯＨ　　　　　　　　　　ＭＯＶ　ＤＰＴＲ，＃Ｏ１００Ｈ　　　　　；７２１８Ｂ工作地址ＭＯＶＸ＠　　　　　　　　　　　ＤＰＴＲ，Ａ；输出控制字ＣＬＲ　　　　　　　　　　　Ｐｌ．　０；置ＭＯＤＥ为低，准备写数据增刊邹德良：ＬＥＤ数码管驱动电路ＩＣＭ７２１８Ｂ及与ＭＣＳ５１单片机的接口・４７・ＡＣＡＬＬ　ＤＩＳＰ８；显示８位数据ＲＥＴＤＩＳＰ８：ＭＯＶ　ＲＯ，＃４７Ｈ；显示数据首地址ＭＯＶ　Ｒ２，＃０８Ｈ；共８位显示ＭＯＶ　ＤＰＴＲ，＃０１００ＨＡＧＡＩＮＭＯＶ　Ａ，　＠　ＲＯ；取出显示数据ＭＯＶＸ＠　ＤＰＴＲ，Ａ；输出数据ＤＥＣ　ＲＯ；指向下一位ＤＪＮＺ　Ｒ２，　ＡＧＡＩＮ　　　　　　　；　８位未完，继续ＲＥＴ；子程序返回结束语ＩＣＭ７２１８Ｂ是一种性能价格比较高的ＬＥＤ数码管驱动集成电路，与其它ＬＥＤ数码管驱动集成电路，如ＭＣ　１４４９９　，　ＭＣ　１４４９５　，９３６８　，　ＣＤ４５１１等芯片相比，具有可驱动ＬＥＤ数码管位数多，与微处理器接口电路简单，编程容易，不需要外加限流电阻和时钟等优点。值得向大家推荐采用。参考文献［１〕李华．ＭＣＳ５１系列单片机实用接口技术【Ｍ］．北京航空航天大学出版社．［２」电子技术应用，１９９９，（６）．［３］　ＤＡＴＡ一ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ　ＤＡＴＡＢＯＯＫ．　ＡＮＡＬＯＧ　ＤＥＶＩＣＥＳ　ＣＯＲＰ，　１９８７．