关键词：PS7219 单片机 静态显示 SPI接口
0 引 言
在单片机的应用系统中，为了便于人们观察和监视单片机的运行情况，常常需要用显示器显示运行的中间结果及状态等等。因此显示器往往是单片机系统必不可少的外部设备之一。常用的显示器有很多种，其中LED（发光二极管显示器）是应用较多的一种，它特别适用于强光和光线极弱的场合。
要使LED显示，必须提供段选码和位选码。传统的硬件译码显示接口广泛采用由中央处理器CPU（如：Intel 8031）扩展I／O口（如：8255），然后再使用逻辑门驱动芯片（如7407等）驱动相应的位码和段码。这种设计，芯片间连线十分复杂，系统工作可靠性不高，已越来越不适应单片机系统集成化、小型化的发展要求。特别是系统并行扩展I／O，其缺点十分明显：
（1）连线太多，系统连线复杂，印制板布线不方便；
（2）并行总线上挂靠的器件太多，系统工作的稳定性和可靠性低；
（3）体积较大，集成度不高。
正是由于上述原因，近年来，各厂家相继开发出了集成度较高、驱动能力较强、驱动位数较多、功能齐全的LED显示驱动器。
本文介绍一种低价位、高性能的多位LED显示驱动器PS7219芯片，以及它与单片机89C51具体的SPI接口设计与应用软件。
1 PS7219简介
PS7219是一种新型的串行接口的8位数字静态显示芯片。它是由武汉力源公司新推出的24脚
双列直插式芯片，采用流行的同步串行外设接口（SPI），可与任何一种单片机方便接口，并可同时驱动8位LED（或64只独立LED），其引脚图如图1所示。
PS7219内部具有15×8RAM功能控制寄存器，可方便选址，对每位数字可单独控制、刷新、不需重写整个显示器。显示数字亮度可由数字进行控制，每位具有闪烁使能控制位。当引脚CON（13脚）置高电平，可禁止所有显示，达到降低功耗的效果，但同时并不影响对控制寄存器的修改。PS7219还有一个掉电模式、一个允许用户从1位数显示到8位数显示选择的扫描界限寄存器和一个强迫所有LED接通的测试模式。另外，PS7219A型内置一个可靠的uP监控电路，可为外部提供一个脉宽140ms，触发门限典型值为4．63V的高电平复位信号。
如果N个PS7219级联，可实现N×8位LED显示。
2 PS7219引脚功能
PS7219引脚功能如表1所示。
3 PS7219工作过程
图2为PS7219工作时序图。由图2可行，DIN是串行数据输入端，在CLK的上升沿，一位数据被加载到内部16位移位寄存器中，CLK端最高输入频率可达500kHz，在输入时钟信号的每个上升沿，均有1位数据由DIN移入到内部寄存器中，LOAD用来装载数据，在LOAD的上升沿，16位串行输入数据被锁存到数字或控制寄存器中。LOAD必须在第16个时钟上升沿的同时或之后，在下一个时钟上升沿之前变高，否则数据将会丢失。
规定一组数据为16位二进制数据包，其格式如下：
其中D15～D12位不用，D11～D8为内部5个控制寄存器和8个LED显示数据寄存器的地址，地址编码如表2。D7～D0为5个控制寄存器命令字或8个LED数码管待显示的数据。因为控制寄存器与显示数据寄存器均独立编址，所以可以通过程序单独对每个寄存器进行操作。一般情况下，程序先送控制命令，后向显示寄存器送数据，但必须注意，每16位为一组，从高位地址节最高位开始送起，直到低位数据字最后一位为止。
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