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 HZ
       MOVE    A[1], #00F4H
       MOVE    A[2], #4240H			; DESIRED BAUD RATE IS 1,000,000 HZ 
       MOVE    A[3], #000FH
       CALL    SPI_SETBAUDRATE
   
       ; SET THE APPROPRIATE MODES FOR THE 6951
       MOVE    C, #SPI_IDLE_LOW		; IDLE = LOW
       CALL    SPI_SETCLOCKPOLARITY
       MOVE    C, #SPI_ACTIVE_EDGE		; ACTIVE = RISING EDGE
       CALL    SPI_SETCLOCKPHASE
       MOVE    C, #SPI_LENGTH_16		; ALWAYS TRANSFER 16 BITS
       CALL    SPI_SETCHARACTERLENGTH
       MOVE    C, #SPI_MASTER_MODE	; MAXQ2000 IS THE MASTER, MAX6951 IS THE SLAVE
       CALL    SPI_SETMODE
   
       ; ENABLE SPI
       MOVE    C, #1
       CALL    SPI_ENABLE
   
       ; SHUTDOWN MAX6951 DISPLAY FIRST
       CALL    MAX6951_SHUTDOWN
   
       ; SET MAX6951 IN HEXADECIMAL DECODE MODE
       MOVE    ACC, #MAX6951REG_DECODE
       SLA4
       SLA4
       OR      #0FFH				; HEXADECIMAL DECODE
       CALL    MAX6951_TRANSMIT
   
       ; SET DISPLAY INTENSITY = 16/16
       MOVE    ACC, #MAX6951REG_INTENSITY
       SLA4
       SLA4
       OR      #0FH				; INTENSITY = 16/16
       CALL    MAX6951_TRANSMIT
   
       ; SCAN LIMIT = 7
       MOVE    ACC, #MAX6951REG_SCANLIMIT
       SLA4
       SLA4
       OR      #07H				; SCAN LIMIT = 7 
       CALL    MAX6951_TRANSMIT
       RET
   

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_SHUTDOWN
    	CALL	MAX6951_SET_ALL_0	; SET ALL BITS OF DATA REGISTERS TO 0
    	MOVE   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 0
    	MOVE	A[2], #0			; A[2] => DIGIT 1
    	MOVE	A[3], #0			; A[3] => DIGIT 2
    	MOVE	A[4], #0			; A[4] => DIGIT 3
    
    COUNT_LOOP:	
    INCREASE_DIGIT3:
    	MOVE	ACC, A[4]			; PROCESS DIGIT 3  	
    	SUB	#9
    	JUMP	Z, INCREASE_DIGIT2		; DIGIT 3 = 9, THERE IS CARRY OVER
    	MOVE	ACC, A[4]			; DIGIT 3 < 9, CONTINUE
    	ADD	#1
    	MOVE	A[4], ACC
    	CALL	FONT_LOOKUP			; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT
    						; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED 
    	OR	#6300H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT 		; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 3 NEW VALUE
    	MOVE	ACC, A[9]			; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 7 
    	OR     #6700H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT
    	JUMP	DISPLAY_NUMBER
    
    INCREASE_DIGIT2:
    	OR	#6300H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT		; WRITE 0 TO DIGIT 3 REGISTER FIRST
    	MOVE	A[4], #0			; SET DIGIT 3 BACK TO 0
    	MOVE	ACC, #677EH			; NO DECODE VALUE FOR FONT '0' IS "7EH"
    	CALL 	MAX6951_TRANSMIT 		; WRITE 7EH TO DIGIT 7 REGISTER
    
    	MOVE	ACC, A[3]			; PROCESS DIGIT 2
    	SUB	#9
    	JUMP	Z, INCREASE_DIGIT1		; DIGIT 2 = 9, THERE IS CARRY OVER
    	MOVE	ACC, A[3]			; DIGIT 2 < 9, CONTINUE
    	ADD	#1
    	MOVE	A[3], ACC
    	CALL	FONT_LOOKUP			; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT
    						; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED 
    	OR	#6200H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT		; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 2 NEW VALUE
    	MOVE	ACC, A[9]			; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 6 
    	OR     #6600H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT
    	JUMP	DISPLAY_NUMBER
    
    INCREASE_DIGIT1:
    	OR	#6200H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT		; WRITE 0 TO DIGIT 2 REGISTER FIRST
    	MOVE	A[3], #0			; SET DIGIT 2 BACK TO 0
    	MOVE	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 1
    	SUB	#9
    	JUMP	Z, INCREASE_DIGIT0		; DIGIT 1 = 9, THERE IS CARRY OVER
    	MOVE	ACC, A[2]			; DIGIT 1 < 9, CONTINUE
    	ADD	#1
    	MOVE	A[2], ACC
    	CALL	FONT_LOOKUP			; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT
    						; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED 
    	OR	#6100H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT		; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 1 NEW VALUE
    	MOVE	ACC, A[9]			; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 5 
    	OR     #6500H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT
    	JUMP	DISPLAY_NUMBER
    
    INCREASE_DIGIT0:
    	OR	#6100H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT		; WRITE 0 TO DIGIT 1 REGISTER FIRST
    	MOVE	A[2], #0			; SET DIGIT 1 BACK TO 0
    	MOVE	ACC, #657EH			; NO DECODE VALUE FOR FONT '0' IS "7EH"
    	CALL 	MAX6951_TRANSMIT 		; WIRTE 7EH TO DIGIT 5 REGISTER
     
    	MOVE	ACC, A[1]			; PROCESS DIGIT 0
    	SUB	#9
    	JUMP	Z, COUNT_COMPLETE		; DIGIT 0 = 9, COUNTING IS OVER
    	MOVE	ACC, A[1]			; DIGIT 0 < 9, CONTINUE
    	ADD	#1
    	MOVE	A[1], ACC
    	CALL	FONT_LOOKUP			; LOOK UP THE VALUE FOR THIS FONT
    						; STORE IT IN A[9], KEEP ACC UNCHANGED 
    	OR	#6000H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT		; NO CARRY OVER, WRITE DIGIT 0 NEW VALUE
    	MOVE	ACC, A[9]			; WRITE THE NO DECODE VALUE TO DIGIT 4 
    	OR     #6400H
    	CALL	MAX6951_TRANSMIT
    
    DISPLAY_NUMBER:		; DISPLAY DIGIT 3-0 IN HEXADECIMAL DECODE MODE
    				; DIEPLAY DIGIT 7-4 IN NO DECODE MODE
    	CALL	MAX6951_ENABLE
    	CALL	MAX6951_10MS_DELAY
    	JUMP 	COUNT_LOOP
    
    COUNT_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。