MAX6951/MAX6950 LED显示驱动器与MAXQ2

摘要：本应用笔记说明MAX6951/MAX6950 LED驱动器和MAXQ2000的SPI外设通信的汇编程序设计。

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。这两款器件采用独特的复用结构，大大减少了LED驱动器与LED面板的连线。MAXQ2000是一款高性能、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)、科提供最小200mA电流的+5V电源和具备一个可用串口的PC机。

硬件设置

1. 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。

2. 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。)

3. 按图1所示连接两块评估板。

图1. MAX6951评估板与MAXQ2000评估板的连接图

固件说明

可从Maxim网站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。

下载：完整的固件(ZIP, 18.8k)

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：

1. MAX6951 SPI接口初始化。

2. 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)。

3. 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。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 滚动循环，该程序从左到右、从右到左滚动显示文本信息：HELLO。

8. 跳动循环，该程序在LED两个边沿之间跳动显示文本信息：HELLO。

9. 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：

1. 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 HZMOVE    A[1], #00F4HMOVE    A[2], #4240H			
   ; DESIRED BAUD RATE IS 1,000,000 HZ MOVE    A[3], #000FHCALL    SPI_SETBAUDRATE
   ; SET THE APPROPRIATE MODES FOR THE 6951MOVE    C, #SPI_IDLE_LOW		
   ; IDLE = LOWCALL    SPI_SETCLOCKPOLARITYMOVE    C, #SPI_ACTIVE_EDGE		
   ; ACTIVE = RISING EDGECALL    SPI_SETCLOCKPHASEMOVE    C, #SPI_LENGTH_16		
   ; ALWAYS TRANSFER 16 BITSCALL    SPI_SETCHARACTERLENGTHMOVE    C, #SPI_MASTER_MODE	
   ; MAXQ2000 IS THE MASTER, MAX6951 IS THE SLAVECALL    SPI_SETMODE
   ; ENABLE SPIMOVE    C, #1CALL    SPI_ENABLE
   ; SHUTDOWN MAX6951 DISPLAY FIRSTCALL    MAX6951_SHUTDOWN
   ; SET MAX6951 IN HEXADECIMAL DECODE MODEMOVE    
   ACC, #MAX6951REG_DECODESLA4SLA4OR      #0FFH				
   ; HEXADECIMAL DECODECALL    MAX6951_TRANSMIT
   ; SET DISPLAY INTENSITY = 16/16MOVE    
   ACC, #MAX6951REG_INTENSITYSLA4SLA4OR      #0FH				
   ; INTENSITY = 16/16CALL    MAX6951_TRANSMIT
   ; SCAN LIMIT = 7MOVE    
   ACC, #MAX6951REG_SCANLIMITSLA4SLA4OR      #07H				
   ; SCAN LIMIT = 7 CALL    MAX6951_TRANSMITRET

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

3. 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。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 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。

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

9. 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。

10. max6951_counting：该函数用于显示毫秒计时，精确度为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_SHUTDOWNCALL	MAX6951_SET_ALL_0	
    ; SET ALL BITS OF DATA REGISTERS TO 0MOVE   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 0MOVE	A[2], #0			
    ; A[2] => DIGIT 1MOVE	A[3], #0			
    ; A[3] => DIGIT 2MOVE	A[4], #0			
    ; A[4] => DIGIT 3COUNT_LOOP:	INCREASE_DIGIT3:MOVE	ACC, A[4]			
    ; PROCESS DIGIT 3  	SUB	#9JUMP	Z, INCREASE_DIGIT2		
    ; DIGIT 3 = 9, THERE IS CARRY OVERMOVE	ACC, A[4]			
    ; DIGIT 3 < 9, CONTINUEADD	#1MOVE	A[4], ACCCALL	FONT_LOOKUP			
    ; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT
    ; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED OR	#6300HCALL	MAX6951_TRANSMIT 		
    ; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 3 NEW VALUEMOVE	ACC, A[9]			
    ; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 7 OR     
    #6700HCALL	MAX6951_TRANSMITJUMP	DISPLAY_NUMBERINCREASE_DIGIT2:OR	
    #6300HCALL	MAX6951_TRANSMIT		
    ; WRITE 0 TO DIGIT 3 REGISTER FIRSTMOVE	A[4], #0			
    ; SET DIGIT 3 BACK TO 0MOVE	ACC, #677EH			
    ; NO DECODE VALUE FOR FONT '0' IS "7EH"CALL 	MAX6951_TRANSMIT 		
    ; WRITE 7EH TO DIGIT 7 REGISTERMOVE	ACC, A[3]			
    ; PROCESS DIGIT 2SUB	#9JUMP	Z, INCREASE_DIGIT1		
    ; DIGIT 2 = 9, THERE IS CARRY OVERMOVE	ACC, A[3]			
    ; DIGIT 2 < 9, CONTINUEADD	#1MOVE	A[3], ACCCALL	FONT_LOOKUP			
    ; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT
    ; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED OR	#6200HCALL	MAX6951_TRANSMIT		
    ; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 2 NEW VALUEMOVE	ACC, A[9]			
    ; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 6 OR     
    #6600HCALL	MAX6951_TRANSMITJUMP	DISPLAY_NUMBERINCREASE_DIGIT1:OR	
    #6200HCALL	MAX6951_TRANSMIT		
    ; WRITE 0 TO DIGIT 2 REGISTER FIRSTMOVE	A[3], #0			
    ; SET DIGIT 2 BACK TO 0MOVE	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 1SUB	#9JUMP	Z, INCREASE_DIGIT0		
    ; DIGIT 1 = 9, THERE IS CARRY OVERMOVE	ACC, A[2]			
    ; DIGIT 1 < 9, CONTINUEADD	#1MOVE	A[2], ACCCALL	FONT_LOOKUP			
    ; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT
    ; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED OR	#6100HCALL	MAX6951_TRANSMIT		
    ; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 1 NEW VALUEMOVE	ACC, A[9]			
    ; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 5 OR     
    #6500HCALL	MAX6951_TRANSMITJUMP	DISPLAY_NUMBERINCREASE_DIGIT0:OR	
    #6100HCALL	MAX6951_TRANSMIT		
    ; WRITE 0 TO DIGIT 1 REGISTER FIRSTMOVE	A[2], #0			
    ; SET DIGIT 1 BACK TO 0MOVE	ACC, #657EH			
    ; NO DECODE VALUE FOR FONT '0' IS "7EH"CALL 	MAX6951_TRANSMIT 		
    ; WIRTE 7EH TO DIGIT 5 REGISTERMOVE	ACC, A[1]			
    ; PROCESS DIGIT 0SUB	#9JUMP	Z, COUNT_COMPLETE		
    ; DIGIT 0 = 9, COUNTING IS OVERMOVE	ACC, A[1]			
    ; DIGIT 0 < 9, CONTINUEADD	#1MOVE	A[1], ACCCALL	FONT_LOOKUP			
    ; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT
    ; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED OR	#6000HCALL	MAX6951_TRANSMIT		
    ; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 0 NEW VALUEMOVE	ACC, A[9]			
    ; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 4 OR     #6400HCALL	MAX6951_TRANSMITDISPLAY_NUMBER:		
    ; DISPLAY DIGIT 3-0 IN HEXADECIMAL DECODE MODE
    ; DIEPLAY DIGIT 7-4 IN NO DECODE MODECALL	
    MAX6951_ENABLECALL	MAX6951_10MS_DELAYJUMP 	COUNT_LOOPCOUNT_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。