乐鑫esp8266使用 SPI 驱动Max7219芯片的驱八位数码管！

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发布时间：2019-03-23

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技术：C语言

运行环境：cywin

概述

乐鑫esp8266使用 SPI 驱动Max7219芯片的驱八位数码管！

详细

# 一、前言。

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- 前面我已经为大家分享了`esp8266`驱动`ds18b20`、`OLED`等外设驱动，今天有幸给大家分享下一个使用`spi`驱动Max7219芯片的八位数码管！

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![](/contentImages/image/20190322/RwTMzsQpsC2SCUn54cc.png)

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# 二、认识`MAX7219`。

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## 2.1 概述。
     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。

在应用时要求3V的操作电压或segment blinking，可以查阅MAX6951数据资料。

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## 2.2 管脚配置。

![](/contentImages/image/20190322/YzPXMVyCGGHuXly1w2G.png)

- 其中，各个管脚如下说明：

| 管脚 |名称  |说明 |
|--|--|--|
| 1 | DIN | 串行数据输入端口。在时钟上升沿时数据被载入内部的 16 位寄存器。|
| 2,3,5-8,10,11|DIG 0–DIG 7 | 八个数据驱动线路置显示器共阴极为低电平。关闭7219 此管脚输出高电平，7221 呈现高阻抗。|
| 4、9 | GND| 地线（4 脚和 9 脚必须同时接地）。|
| 12| LOAD| 载入数据。连续数据的后 16 位在 LOAD 端的上升沿时被锁定。|
| 13 | CLK| 时钟序列输入端。最大速率为 10MHz.在时钟的上升沿，数据移入内部移位寄存器。下降沿时，数据从 DOUT端输出。对 MAX7221 来说，只有当cs 端为低电平时时钟输入才有效。|
| 14-17,20-23 |SEG A–SEG G, DP | 7 段和小数点驱动，为显示器提供电流。当一个段驱动关闭时，7219 的此端呈低电平，7221 呈现高阻抗。|
| 14-17,20-23 | DIN | 串行数据输入端口。在时钟上升沿时数据被载入内部的 16 位寄存器。|
| 18 | SET| 串行数据输入端口。在时钟上升沿时数据被载入内部的 16 位寄存器。|
| 19 | Vcc| 正极电压输入，+5V。|
| 24 | DOUT| 串行数据输出端口，从 DIN 输入的数据在 16.5 个时钟周期后在此端有效。当使用多个MAX7219/MAX7221时用此端方便扩展。|

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## 2.3 时序图。
![在这里插入图片描述](/contentImages/image/20190323/87kPpscc6BDmDGUDgUQ.png)

对 MAX7219 来说，串行数据在 DIN 输入 16 位数据包，无论 LOAD 端处于何种状态，在时钟的上升沿数据均移入到内部 16 位移位寄存器。对 MAX7221 来说，无论数据输入或输出cs 必须为低电平。然后数据在 LOAD/ cs 的上升沿被载入数据寄存器或控制寄存器。LOAD/ cs 端在第 16 个时钟的上升沿同时或之后，下个时钟上升沿之前变为高电平，否则数据将会丢失。在 DIN 端的数据传输到移位寄存器在 16.5 个时钟周期之后出现在 DOUT 端。

在时钟的下降沿数据将被输出。数据位标记为 D0-D15（如下表示）。D8-D11 为寄存器地址位。D0-D7 为数据位。D12-D15 为无效位。在传输过程中，首先接收到的是 D15 位，是非常重要的一位（MSB）。

![在这里插入图片描述]
![](/contentImages/image/20190323/hQtHClbB8OrE5FFavTX.png)

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# 三、认识`esp8266`的spi。
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- `esp8266`有两组`spi`接口，但是第一组已经用来和`flash`芯片通讯了！所以我们只能用第二组也就是各引脚寄存器功能定义，12引脚为MISO（输入）引脚，13引脚为MOSI（输出）引脚，14引脚为CLK（时钟）引脚，15引脚为CS（片选）！所以我们如下显示接法：<font color=red>把MAX7219八位数码管显示模块的CS（LOAD）引脚接至Esp8266的15引脚，MAX7219八位数码管显示模块的CLK引脚接至Esp8266的14引脚，MAX7219八位数码管显示模块的DIN引脚接至Esp8266的13引脚！**电源共地即可！！**

![](/contentImages/image/20190322/fbHWI9OQqikNNBwkkdE.png)

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# 四、代码如何使用。

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- `esp8266`的spi驱动代码我从 `GitHub`下载的，具体的来源也忘了。。。。也就三个文件：`spi.c`、`spi.h`和`spi_register.h`;
-  下面是一个一秒加1的程序示范：

```
LOCAL int flagTime = 0;
void ICACHE_FLASH_ATTR Led_Show_Time()
{
	flagTime++;

int unitPlace = flagTime / 1 % 10;
	int tenPlace = flagTime / 10 % 10;
	int hundredPlace = flagTime / 100 % 10;
	int thousandPlace = flagTime / 1000 % 10;
	os_printf("个位:%d\n十位:%d\n百位:%d\n千位:%d\n", unitPlace, tenPlace, hundredPlace,thousandPlace);
	
	//设置相应位显示的数字
	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x01, 8, unitPlace, 0, 0);
	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x02, 8, tenPlace, 0, 0);
	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x03, 8, hundredPlace, 0, 0);
	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x04, 8, thousandPlace, 0, 0);
	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x05, 8, 0, 0, 0);
	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x06, 8, 0, 0, 0);
	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x07, 8, 0, 0, 0);
	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x08, 8, 0, 0, 0);

}

void ICACHE_FLASH_ATTR user_init(void)
{
    os_printf("SDK version:%s\n", system_get_sdk_version());
    //spi引脚接口初始化，参数 1表示为HSPI
  	spi_init(1);

//译码方式：BCD码，第5个参数为译码寄存器地址，第7个函数为设置译码寄存器的命令，下面各语句类同，向指定寄存器发送（设置）数据
  	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x09, 8, 0xff, 0, 0);
  	//亮度级别
  	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x0a, 8, 0x0b, 0, 0);
  	//扫描界限；4个数码管显示
  	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x0b, 8, 0x07, 0, 0);
  	//掉电模式：0，普通模式：1
  	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x0c, 8, 0x01, 0, 0);
  	//显示测试：1；测试结束，正常显示：0
  	spi_transaction(1, 0, 0, 8, 0x0f, 8, 0x01, 0, 0);

os_delay_us(60000);

os_timer_disarm(&ShowTime);
  	os_timer_setfn(&ShowTime, (os_timer_func_t *)Led_Show_Time, NULL);
  	os_timer_arm(&ShowTime, 1000, 1);
}

```
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- 效果如下：
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![](/contentImages/image/20190322/IkC2DeJSDWFvBj04rH5.gif)

# 五、项目结构图
>　项目结果图如下

![](/contentImages/image/20190323/3smPhO9uzlwAUvH4VgR.png)

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