「雕爷学编程」Arduino动手做（22）——8X8 LED点阵MAX7219屏
37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手试试做实验，不管成功与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题，希望能够抛砖引玉。
【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）
实验二十二：MAX7219点阵显示模块（8X8 LED共阴屏幕）
MAX7219
是美国MAXIM 公司推出的多位LED 显示驱动器，采用3 线串行接口传送数据，可直接与单片机接口连接，用户能方便修改其内部参数，以实现多位LED 显示。它内含硬件动态扫描电路、BCD译码器、段驱动器和位驱动器。此外，其内部还含有8X8 位静态RAM,用于存放8 个数字的显示数据。显然，它可直接驱动64 段LED点阵显示器。当多片MAX7219 级联时，可控制更多的LED 点阵显示器。显示的数据通过单片机数据处理后，送给MAX7219 显示。
串行输入/输出共阴极显示驱动器
MAX7219/MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器，它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路，段字驱动器，而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。 只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。 MAX7221与SPI?、 QSPI?以及 MICROWIRE?相兼容，同时它有限制回转电流的段驱动来减少EMI（电磁干扰）。 一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。 每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。MAX7219/MAX7221同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。 整个设备包含一个150μA的低功耗关闭模式，模拟和数字亮度控制，一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据，还有一个让所有LED发光的检测模式。
MAX7219内部结构图
作为一块专用的LED显示驱动芯片，MAX7219能够以动态形式驱动8位数码显示器。还可以用 n 片MAX7219进行级连，以驱动8 * n位数码显示。MAX7219与数码显示器的之间的电路极为简单，几乎连限流电阻都不用。MAX7219与单片机之间也仅仅需要连接3条引线。当单片机把数据送到MAX7219后，它就可以独立的进行动态扫描显示，无需单片机再进行干预。对于单片机来说，这些数码显示器，看起来似乎都是在进行静态显示，可以说是驱动多位数码显示器的最佳选择。
MAX7219各引脚的功能：
DIN：串行数据输入端
DOUT：串行数据输出端，用于级连扩展
LOAD：装载数据输入
CLK：串行时钟输入
DIG0~DIG7：8位LED位选线，从共阴极LED中吸入电流
SEG A~SEG G DP 7段驱动和小数点驱动
ISET： 通过一个10k电阻和Vcc相连，设置段电流
技术参数：
种类: LED显示驱动器
系列: MAX7219
数位数量: 8
片段数量: 64
安装风格: SMD/SMT
封装 / 箱体: SOIC-Wide-24
工作电源电压: 4 V to 5.5 V
电源电流— 大值: 330 mA
小工作温度: - 40 C
大工作温度: + 85 C
封装: Reel或Tube
高度: 2.35 mm
长度: 15.6 mm
产品: LED Display Drivers
宽度: 7.6 mm
高电平输出电流: - 2 mA
低电平输出电流: 5 mA
Pd-功率耗散: 941 mW
工厂包装数量: 1000
零件号别名: MAX7219
单位重量: 734.500 mg
功能特点：
1 10MHz连续串行口
2 独立的LED段控制
3 数字的译码与非译码选择
4 150μA的低功耗关闭模式
5 亮度的数字和模拟控制
6 高电压中断显示
7 共阴极LED显示驱动
8 限制回转电流的段驱动来减少EMI(MAX7221)
9 SPI, QSPI, MICROWIRE串行接口(MAX7221)
10 24脚的 DIP和 SO 封装
MAX7219的应用电路
MAX7219点阵显示模块（8X8 LED共阴屏幕）
模块参数：
1.单个模块可以驱动一个8*8共阴点阵
2.模块工作电压：5V
3.模块尺寸：长5厘米X宽3.2厘米X高1.5厘米
4.带4个固定螺丝孔，孔径3mm，可使用M3铜柱固定
5.模块带输入输出接口，支持多个模块级联
模块电原理图
8*8 发光管点阵 1088AS
3mm共阴 8X8 高亮 红色
★ 能在低电压、小电流条件下驱动发光
★ 发光响应时间极短(<0.1μs),高频特性好,单色性好,亮度高
★ 体积小,重量轻,抗冲击性能好.固态封装,封装方式为灌胶型,稳定性高
★ 寿命长,使用寿命在5万小时以上
★ 可连续扫描驱动各字节
★ 良好的显示效果、视角宽
★ 推荐恒流使用,恒压会出现亮度不均匀现象
★ 表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来
★ 焊接温度: 260℃ 停留时间最长5秒
★ 当工作温度高于25℃时,Ifm,ifp和Id必须降低;电流降低率是-036mA/℃(直流驱动)，或-0.86mA/℃(脉冲驱动)功耗率是-0.75mW/℃。产品的工作电流不能大于对应工作温度条件Ifm或Ifp的60%。
★ 蓝色,翠绿色,白色请采取防静电措施
接线方式：
（在IN方向的针脚）
Arduino Uno --- MAX7219
5V <---> VCC
GND <---> GND
12 <---> DIN
11 <---> CS
10 <---> CLK
实验接线：
1.模块左边为输入端口，右边为输出端口。
2.控制单个模块时，只需要将输入端口接到单片机
3.多个模块级联时，第1个模块的输入端接单片机，输出端接第2个模块的输入端，第2个模块的输出端接第3个模块的输入端，以此类推...
/*
【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）
实验二十二：MAX7219点阵显示模块（8X8 LED共阴屏幕）
安装库：IDE--工具--管理库--搜索“LedControl”--安装
实验源代码
*/
#include <LedControl.h>
int DIN = 12;
int CS = 11;
int CLK = 10;
byte e[8]= {0x7C,0x7C,0x60,0x7C,0x7C,0x60,0x7C,0x7C}; //E
byte d[8]= {0x78,0x7C,0x66,0x66,0x66,0x66,0x7C,0x78}; //D
byte u[8]= {0x66,0x66,0x66,0x66,0x66,0x66,0x7E,0x7E}; //U
byte c[8]= {0x7E,0x7E,0x60,0x60,0x60,0x60,0x7E,0x7E}; //C
byte eight[8]= {0x7E,0x7E,0x66,0x7E,0x7E,0x66,0x7E,0x7E}; //8
byte s[8]= {0x7E,0x7C,0x60,0x7C,0x3E,0x06,0x3E,0x7E}; //S
byte dot[8]= {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x18,0x18}; //.
byte o[8]= {0x7E,0x7E,0x66,0x66,0x66,0x66,0x7E,0x7E}; //O
byte m[8]= {0xE7,0xFF,0xFF,0xDB,0xDB,0xDB,0xC3,0xC3}; //M
LedControl lc=LedControl(DIN,CLK,CS,4);
void setup(){
lc.shutdown(0,false); //启动时，MAX72XX处于省电模式
lc.setIntensity(0,8); //将亮度设置为最大值
lc.clearDisplay(0); //清除显示
}
void loop(){
byte smile[8]= {0x3C,0x42,0xA5,0x81,0xA5,0x99,0x42,0x3C};//笑脸
byte neutral[8]= {0x3C,0x42,0xA5,0x81,0xBD,0x81,0x42,0x3C};//标准脸
printByte(eight);//显示8
delay(1000);//延时1秒
printByte(neutral);//显示标准脸
delay(1000);
}
//点阵显示函数
void printByte(byte character [])
{
int i = 0;
for(i=0;i<8;i++)
{
lc.setRow(0,i,character);
}
}
图形编程
仿真编程
/*
【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）
实验二十二：MAX7219点阵显示模块（8X8 LED共阴）
项目：全屏亮暗各1秒
引脚定义
DIN = D11
CS = D10
CLK = D13
*/
#include <SPI.h>
const byte sprite[2][8] = {
{B11111111,B11111111,B11111111,B11111111,B11111111,B11111111,B11111111,B11111111},
{B00000000,B00000000,B00000000,B00000000,B00000000,B00000000,B00000000,B00000000},
};
const byte DECODEMODE = 0x09;
const byte INTENSITY = 0x0a;
const byte SCANLIMIT = 0x0b;
const byte SHUTDOWN = 0x0c;
const byte DISPLAYTEST = 0x0f;
void max7219(const byte reg, const byte data) {
digitalWrite(SS, LOW);
SPI.transfer(reg);
SPI.transfer(data);
digitalWrite(SS, HIGH);
}
void setup() {
SPI.begin();
max7219(SCANLIMIT, 7);
max7219(DECODEMODE, 0);
max7219(INTENSITY, 2);
max7219(DISPLAYTEST, 0);
max7219(SHUTDOWN, 1);
for(byte i=0; i<8; i++) {
max7219(i+1, 0);
}
}
void loop() {
for(byte j=0; j<2; j++) {
for(byte i=0; i<8; i++) {
max7219(i+1, sprite[j]);
}
delay(1000);
}
}
/*
【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）
实验二十二：MAX7219点阵显示模块（8X8 LED共阴）
项目四：全屏红心跳动
引脚定义
DIN = D11
CS = D10
CLK = D13
*/
#include <SPI.h>
const byte sprite[2][8] = {
{ 0x00, 0x66, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x7E, 0x3C, 0x18 },
{ 0x00, 0x00, 0x24, 0x7E, 0x7E, 0x3C, 0x18, 0x00 }
};
const byte DECODEMODE = 0x09;
const byte INTENSITY = 0x0a;
const byte SCANLIMIT = 0x0b;
const byte SHUTDOWN = 0x0c;
const byte DISPLAYTEST = 0x0f;
void max7219(const byte reg, const byte data) {
digitalWrite(SS, LOW);
SPI.transfer(reg);
SPI.transfer(data);
digitalWrite(SS, HIGH);
}
void setup() {
SPI.begin();
max7219(SCANLIMIT, 7);
max7219(DECODEMODE, 0);
max7219(INTENSITY, 2);
max7219(DISPLAYTEST, 0);
max7219(SHUTDOWN, 1);
for(byte i=0; i<8; i++) {
max7219(i+1, 0);
}
}
void loop() {
for(byte j=0; j<2; j++) {
for(byte i=0; i<8; i++) {
max7219(i+1, sprite[j][i]);
}
delay(500);
}
}
