快速入门：使用MAX6954驱动14段LED显示器

摘要：本文旨在帮助工程师快速掌握MAX6954驱动14段单色LED显示器的使用方法。

MAX6954是一个通用显示驱动器，能够通过一个串口控制多个分立、7段、14段或16段LED显示器。本篇应用笔记介绍驱动8位单色、14段LED显示器的典型应用与配置。

有关MAX6954的详细信息请参考MAX6954的数据资料。

应用笔记"快速入门：使用MAX6954驱动7段LED显示器"和"快速入门：使用MAX6954驱动16段LED显示器"与本文类似，分别介绍了如何配置MAX6954驱动7段和16段显示器。

点击看大图
图1. MAX6954驱动14段显示器电路

表1. 与八位14段显示器连线表

DIGIT

O0

O1

O2

O3

O4

O5

O6

O7

O8

O9

O10

O11

O12

O13

O14

O15

O16

O17

O18

0

CCO

--

a

--

b

c

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

1

--

CC1

a

--

b

c

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

2

a

--

CC2

--

b

c

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

3

a

--

--

CC3

b

c

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

4

a

--

b

c

CC4

--

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

5

a

--

b

c

--

CC5

d

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

6

a

--

b

c

d

--

CC6

--

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

7

a

--

b

c

d

--

--

CC7

e

f

g1

g2

h

i

j

k

l

m

dp

图2. 14段显示器的段标识

图3. 14段显示字模

MAX6954的一个常见应用是驱动多达8位的14段单色LED。本篇应用笔记指导用户如何连接MAX6954与14段显示器，以及如何配置其内部寄存器控制显示内置字模中的104个字符。

MAX6954使用一种交替改变驱动器端口极性的复用技术来减少引脚数目。这与驱动器阴极和阳极引脚单独使用的标准LED复用连接方式不同。应用笔记1880对这一技术进行了讨论。表1为MAX6954与14段显示器的连线表，此表兼容于MAX6954的复用配置及其104个字符的内置字模。表1中的字母对应于图2中的段标识。图1为MAX6954驱动八位14段显示器的电路示意图。

完成MAX6954与14段显示器连线后，可利用显示测试模式检查连线正确性。显示测试模式不受控制和数据寄存器影响，点亮显示器所有的段，但不改变任何寄存器内容。向寄存器0x07写入0x01启动显示测试模式。测试模式下显示器如果有不亮的段则说明连线有误。向寄存器0x07写入0x00退出显示测试模式。

完成连线检查后，需要按驱动14段显示器的要求设置MAX6954寄存器值。表2包括MAX6954一些重要寄存器的上电初始值。MAX6954初次上电时处于关断模式，各位显示消隐，扫描位数被设为最大，即八位。通过向寄存器0x0C写入0xFF可将MAX6954设置成驱动14段显示器的模式。译码模式寄存器(0x01)的默认值适用于14段显示器。

表2. MAX6954寄存器上电初始状态

REGISTER	POWER-UP CONDITION	ADDRESS (HEX)	REGISTER DATA
			D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
Decode Mode	Font map enabled	0x01	1	1	1	1	1	1	1	1
Global Intensity	1/16 (minimum intensity)	0x02	X	X	X	X	0	0	0	0
Scan Limit	Display eight digits: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7	0x03	X	X	X	X	X	1	1	1
Control Register	Shutdown enabled, blink disabled, blink speed is slow	0x04	0	0	X	X	0	0	0	0
Display Test	Normal operation (display test disabled)	0x07	X	X	X	X	X	X	X	0
Digit Type	Digits 0 through 7 are 16 segment digits	0x0C	0	0	0	0	0	0	0	0
Intensity10	1/16 (min on), digits 1 and 0	0x10	0	0	0	0	0	0	0	0
Intensity32	1/16 (min on), digits 3 and 2	0x11	0	0	0	0	0	0	0	0
Intensity54	1/16 (min on), digits 5 and 4	0x12	0	0	0	0	0	0	0	0
Intensity76	1/16 (min on), digits 7 and 6	0x13	0	0	0	0	0	0	0	0
Digit 0	Blank digit, both planes	0x60	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 1	Blank digit, both planes	0x61	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 2	Blank digit, both planes	0x62	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 3	Blank digit, both planes	0x63	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 4	Blank digit, both planes	0x64	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 5	Blank digit, both planes	0x65	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 6	Blank digit, both planes	0x66	0	0	1	0	0	0	0	0
Digit 7	Blank digit, both planes	0x67	0	0	1	0	0	0	0	0

配置寄存器(0x01)用来设置进入和退出关断模式，控制闪烁功能，全局清除各位数据，以及选择对各位亮度进行全局还是单独控制。配置寄存器包含7位(见表3)。

• S位用来选择关断模式还是正常工作模式(读/写)。
• B位用来选择闪烁速率(读/写)。
• E位用来全局启动或禁止闪烁功能(读/写)。
• T位用来复位闪烁时序(此数据不被存储―瞬态位)。
• R位用来全局清除所有显示位对应的P0和P1两级寄存器(此数据不被存储―瞬态位)。
• I位用来选择对各位亮度进行全局还是单独控制(读/写)。
• P位用来返回当前闪烁时序相位(只读―向此位写入值将被忽略)。

通过向寄存器0x04写入0x01启动显示器驱动器，同时将工作方式设置为全局亮度控制、禁止闪烁。内部振荡器在MAX6954退出关断模式时启动，振荡器输出引脚为OSC_OUT。注意，数据控制寄存器0x60至0x67上电状态为0x20或没有段被点亮时，14段显示器保持显示消隐(见表2和图3)。

表3. 配置寄存器格式

CONFIGURATION REGISTER DATA BIT	DATA BIT LABEL	STATE	FUNCTION
D7	P	0	P1 Blink Phase
		1	P0 Blink Phase
D6	I	0	Intensity for all digits is controlled by one setting in the Global Intensity Register
		1	Intensity for digits is controlled by the individual settings in the Intensity10 through Intensity76 registers.
D5	R	0	Digit data for both planes P0 and P1 are unaffected
		1	Digit data for both planes P0 and P1 are cleared on the rising edge of /CS\
D4	T	0	Blink timing counters are unaffected.
		1	Blink timing counters are reset on the rising edge of /CS\.
D3	E	0	Blink function disabled
		1	Blink function enabled
D2	B	0	Slow Blinking. Segments blink on for 1s, off for 1s with fOSC = 4MHz.
		1	Fast Blinking. Segments blink on for 0.5s, off for 0.5s with fOSC = 4MHz.
D1	X	X	Don't care
D0	S	0	Shutdown
		1	Normal Operation

表4. 显示数据组合配置实例

DIGIT TYPE REGISTER SETTING	ADDRESS CODE (HEX)	REGISTER DATA
		D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
Digits 7-0 are 14-segment digits	0x0C	1	1	1	1	1	1	1	1

MAX6954内置了用于14段显示器的104个字符的ASCII字模图。字符为标准ASCII字模加这些常用符号。用7位表示这104个字符，第8位用于选择是否点亮小数点(DP) (见表5)。数据寄存器有两级，P0和P1。每个显示位用存储器中的2字节表示，一个字节位于P0，另一个位于P1 (见表8)。数据寄存器为映射地址方式，所以每位数据可在P0 (寄存器0x20至0x27)中更新，也可在P1 (寄存器0x40至0x47)中更新，还可以两级同时更新(寄存器0x60至0x67)。数据寄存器中的数据并不直接控制14 (原文误为16)段显示器中各段的显示。而是被用来寻址一个存储着14段字模数据的字符发生器(见图3)。寄存器数据低7位(D6至D0)用来从字模中选择字符。最高位(D7)控制小数点(DP)显示；置为1则显示DP，置为0则不显示DP。

表5. 数据寄存器格式

MODE	ADDRESS CODE (HEX)	REGISTER DATA
		D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
14-segment mode, writing digit data to use font map data with decimal place unlit	0x20 to 0x27 0x40 to 0x47 0x60 to 0x67	0	Bits D6 to D0 select font character 0 to 127
14-segment mode, writing digit data to use font map data with decimal place lit	0x20 to 0x27 0x40 to 0x47 0x60 to 0x67	1	Bits D6 to D0 select font character 0 to 127

如果闪烁功能被配置寄存器闪烁使能位E (见表3)禁止，则P0中数据寄存器的数据被用作显示器复用。而P1中数据寄存器的数据不被使用。如果闪烁功能被启用，则交替使用P0和P1中的数据复用显示器。P0和P1中的数据分别应用于闪烁时钟交替变化的不同相位，从而复用LED显示器实现闪烁功能。

下面是一个利用MAX6954驱动显示八个字符，“MAXIM-IC”，的实例。设置配置寄存器禁止闪烁功能，这样就可以通过向寄存器0x20至0x27写入数据来分别控制数据位0至7。使用图3中的字模图得到每个字符对应的代码。

表6. MAXIM-IC的实例

REGISTER ADDRESS (HEX)	DIGIT	CHARACTER	FONT MAP EQUIVALENT CODE
			DECIMAL	HEX
0x20	0	M	0100 1101	0x4D
0x21	1	A	0100 0001	0x41
0x22	2	X	0101 1000	0x58
0x23	3	I	0100 1001	0x49
0x24	4	M	0100 1101	0x4D
0x25	5	-	0010 1101	0x2D
0x26	6	I	0100 1001	0x49
0x27	7	C	0100 0011	0x43

通过向寄存器0x02 (全局亮度控制寄存器)写入数据来调节显示亮度，亮度可在0x00 (最小亮度，1/16的电流)和0xFF (最大亮度，15/16的电流)之间调节。也可以对每一位的亮度进行单独控制。关于显示亮度调节和其它先进特性(如GPIO和按键扫描)的详细信息请参考MAX6954的数据资料，

表7. 快速入门实例的命令总结

REGISTER (HEX)	COMMAND (HEX)	FUNCTION
0x07	0x01	Enter display test mode
0x07	0x00	Exit display test mode
0x0C	0xFF	Set all eight digits to use the 14-segment font map
0x04	0x01	Exit shutdown mode, disable blinking and select global intensity control
0x20	0x4D	Write "M" to digit 0
0x21	0x41	Write "A" to digit 1
0x22	0x58	Write "X" to digit 2
0x23	0x49	Write "I" to digit 3
0x24	0x4D	Write "M" to digit 4
0x25	0x2D	Write "-" to digit 5
0x26	0x49	Write "I" to digit 6
0x27	0x43	Write "C" to digit 7
0x02	0xFF	Set global intensity to full-scale

表8. MAX6954/MAX6955的部分寄存器地址图

REGISTER	ADDRESS (COMMAND BYTE)								ADDRESS (HEX CODE)
	D15	D14	D13	D12	D11	D10	D9	D8
Decode Mode	R//W\	0	0	0	0	0	0	1	0x01
Global Intensity	R//W\	0	0	0	0	0	1	0	0x02
Scan Limit	R//W\	0	0	0	0	0	1	1	0x03
Configuration	R//W\	0	0	0	0	1	0	0	0x04
Display Test	R//W\	0	0	0	0	1	1	1	0x07
Digit Type	R//W\	0	0	0	1	1	0	0	0x0C
Intensity 10	R//W\	0	0	1	0	0	0	0	0x10
Intensity 32	R//W\	0	0	1	0	0	0	1	0x11
Intensity 54	R//W\	0	0	1	0	0	1	0	0x12
Intensity 76	R//W\	0	0	1	0	0	1	1	0x13
Digit 0 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	0	0	0	0x20
Digit 1 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	0	0	1	0x21
Digit 2 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	0	1	0	0x22
Digit 3 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	0	1	1	0x23
Digit 4 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	1	0	0	0x24
Digit 5 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	1	0	1	0x25
Digit 6 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	1	1	0	0x26
Digit 7 Plane P0	R//W\	0	1	0	0	1	1	1	0x27
Digit 0 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	0	0	0	0x40
Digit 1 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	0	0	1	0x41
Digit 2 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	0	1	0	0x42
Digit 3 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	0	1	1	0x43
Digit 4 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	1	0	0	0x44
Digit 5 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	1	0	1	0x45
Digit 6 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	1	1	0	0x46
Digit 7 Plane P1	R//W\	1	0	0	0	1	1	1	0x47