多功能LED译码显示驱动ICPS7219

PS7219是由力源公司自行研制、开发的一款新型多功能8位LED显示驱动IC。接口采用三线SPI方式，用户只需简单修改内部相关的控制或数字RAM，便可很容易地实现多位LED显示。在性能上PS7219与MAXIM公司的MAX7219完全兼容，并增加了位闪等功能。
PS7219具有多个级联特性，为大屏幕LED显示提供了方便。在理论上，只需三根用户I/O口控制线，便可以实现无穷多的LED级联显示。在实际应用中，已实现了149片PS7219级联，可以控制1192位LED显示。
2PS7219特点与引脚说明
PS7219的特点：
★串行接口（16位控制字）；
★8位共阴级LED显示驱动；
★显示位数1～8，可数字调节；
★按位进行BCD译码/不译码数字制；
★16级亮度数字控制；
★上电LED全熄；
★提供位闪功能；
★多个PS7219级联可实现任意多的LED显示；
★宽24脚双列直插模块封装。
PS7219引脚图如图1所示。
引脚功能说明见表1。
3PS7219内部结构
如图2所示，PS7219由六部分组成。

图2PS7219内部组成框图
3.1串行输入缓冲部分
主要功能是与外部控制信号接口，将控制命令串行读入，并进行串并转换，供控制器读取。

图1PS7219引脚排列

3.2控制器
是整个IC的核心部分。它先将输入缓冲部分的控制字读入处理，根据其地址值送到相应的控制RAM或数字RAM，同时将数据送入串行同步输出部分，以便在下一个控制字输入周期，将其串行输出。
3.3控制RAM数据RAM
这两部分一起控制LED译码显示部分，实现不同功能及字符的显示。
控制RAM包括：空操作寄存器，译码模式控制寄存器，亮度控制寄存器，掉电控制寄存器，闪烁控制寄存器，测试控制寄存器和扫描界线寄存器。
数据RAM包括：数据1—8寄存器。
3.4LED译码显示
根据控制RAM和数据RAM的不同值，来实现相应的显示功能。
3.5内部时钟电路
为控制器提供频率为24MHz的基准时钟，为LED译码显示电路提供频率为1.5kHz的扫描时钟。
4使用及实例
4.1使用注意事项
(1)PS7219上电后，内部RAM清零。显示前应先将亮度寄存器、译码模式寄存器及数据寄存器赋值。
(2)PS7219应连接共阴式LED显示器，没有用的LED显示器位选引脚可以悬空不接。
(3)其显示采用扫描方式，使用普通LED亮度可能不足，可选用高亮型号或超高亮型号。对于尺寸大于0.8英寸的LED，应使用适当的驱动电路。
(4)PS7219的RST复位端应可靠地接到复位电路上去。上电复位信号宽度要求大于100ms，典型复位门限为4.65V。
(5)级联时，如果驱动的LED个数不足8的倍数，可把两片驱动器的扫描界线设置为相同的值。
例如，若需11个LED，则两片PS7219分别联接6和5个，并把两片PS7219的显示位数都设置为6。这样，便不会造成两片PS7219驱动的LED亮度有所差异。
(6)当PS7219级联个数大于8个时，需要增加CLK、LOAD信号的驱动能力。可选用如SN74HC245类似的驱动IC。其具体做法见下面将要举的一实例。
4.2应用举例
（1）单片应用单片PS7219驱动8位LED的原理图如图3所示。

图3PS7219的单片应用
（2）级联应用这里介绍一个149片PS7219级联的应用实例，如图4所示。

图4级联应用时的电原理图
本例为金融系统的壁挂式利率表，其显示的信号主要有日期和时间、存款利率及外汇兑换比率等。人机交换采用遥控方式。这个系统在硬件方面考虑了如下几个问题。
(1)电源功率
每个PS7219的平均功率为0.75W。系统总功率P总=149×0.75≈112W。考虑安全裕量问题，电源总设计功率为P=200W。
(2)由于149片PS7219芯片不是配置在一块印制板，而是配置在多块板上，每块印制板上配置6～7片PS7219，在相邻印制板的连接上，就应考虑CLK、LOAD、DIN的信号线不宜过长，否则通讯因受外界干扰过大而出现乱码现象。
(3)RST端复位信号可连接在一起，复位信号可用专用复位芯片如IMP810L、MAX810L等控制,这里选用IMP810L。
(4)LOAD、CLK信号的驱动，采用SN74AHC244，应保证244的每根输出引脚的连接少于8个CMOS输入端。
这个系统的软件主要分为初始化、遥控接收及数据传送子程序三个部分。图5是它的主控程序框图。
上电后，硬件复位，所有显示为全熄状态。此时单片机将初始化PS7219，即设置显示模式寄存器，设置亮度寄存器，设置译码方式寄存器，设置显示位数寄存器及设置数据寄存器。
初始化后，系统便进入正常工作态，一方面进行时间显示，另一方面等待遥控输入，以便设置正确时间初值及各项利率值。
由于该系统采用PS7219专用显示电路，而使硬件软件结构大为精简。
参考文献
1PS7219带有高速串行接口的8位LED
控制驱动器.
武汉力源电子股份有限公司，1998
2MAXIM热门集成电路使用手册.
武汉力源电子股份有限公司，1995.10
　

图5程序框图