LED光柱顯示器與PLC的接口技術(shù)

PLC不僅具有傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的控制功能，而且能擴(kuò)展輸入輸出模塊，特別是可以擴(kuò)展一些智能控制模塊，構(gòu)成不同的控制系統(tǒng)，將模擬量輸入輸出控制和現(xiàn)代控制方法融為一體，實(shí)現(xiàn)智能控制、閉環(huán)控制、多控制功能一體的綜合控制?，F(xiàn)代PLC以集成度高、功能強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、組態(tài)靈活、工作穩(wěn)定受到普遍歡迎，在傳統(tǒng)工業(yè)的現(xiàn)代化改造中發(fā)揮越來越重要的作用。但PLC設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)顯示界面比較單調(diào)，一般通過觀察控制柜上設(shè)置的指示燈或PLC本身的LED燈來了解控制儀的狀態(tài)，對于像液位采集與控制之類的儀器儀表，這種顯示界面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為了彌補(bǔ)PLC顯示界面的不足，可以采用LED光柱顯示器或PC機(jī)顯示。本文提出了一種基于MAX7219的LED光柱顯示器與PLC的接口技術(shù)。

1 LED光柱顯示器簡介

LED光柱顯示器是由若干LED管芯按規(guī)定長度等距排列組成，因具有顯示醒目、直觀，亮度均勻，可靠性高以及成本低、抗振、耐沖擊、體積小、重量輕且具有連續(xù)顯示工業(yè)參數(shù)變化趨勢等特點(diǎn)已用于各種顯示調(diào)節(jié)儀表，作為過程量或控制量以及閥位的模擬指示。LED光柱顯示器具有紅、綠、橙、黃等不同顏色，有共陰和共陽兩種類型。按所含發(fā)光二極管數(shù)有101線(或100線)、64線、51線等規(guī)格，其中一個(gè)LED(對101線、51線等產(chǎn)品)一般用于電源指示，也可以作其他用途或不用，而另外的LED一般組成×8或×10結(jié)構(gòu)，采用行列掃描方式以節(jié)省資源。如100線有10×10結(jié)構(gòu)和8×13結(jié)構(gòu)，64線有8×8結(jié)構(gòu)。本文選用64線的共陰接法的LED光柱顯示器。

2 MAX7219管腳和功能說明

MAX7219是MAXIM公司生產(chǎn)的串行輸入／輸出共陰極數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片，一片MAX7219可驅(qū)動(dòng)8個(gè)7段(包括小數(shù)點(diǎn)共8段)數(shù)字LED或64線LED光柱顯示器。該芯片具有10 MHz傳輸率的三線串行接口可與任何微處理器相連，只需一個(gè)外接電阻即可設(shè)置所有LED的段電流。它的操作很簡單，PLC只需通過三個(gè)輸出端口就可以將相關(guān)的指令寫入MAX7219的內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)寄存器，同時(shí)它還允許用戶選擇多種譯碼方式和譯碼位。此外它還支持多片MAX7219串聯(lián)方式，這樣PLC就可以通過3根線(即串行數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘線和芯片選通線)控制更多的LED顯示。

MAX7219引腳排列參見圖1。其中，SEG A～SEG G和SEG DP分別為LED數(shù)碼管七段驅(qū)動(dòng)器線和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)器，供給顯示器電流，用于驅(qū)動(dòng)LED光柱顯示器時(shí)則為每段中的8只發(fā)光二極管提供驅(qū)動(dòng)電流；DIG0～DIG7為8位數(shù)字位或光柱顯示器的8段驅(qū)動(dòng)線輸入，它從共陰極顯示器吸收電流。ISET為電流調(diào)節(jié)端，通過一只電阻與電源相連來調(diào)節(jié)最大段電流，以改變LED顯示亮度。DIN是串行數(shù)據(jù)輸入端，DOUT為串行數(shù)據(jù)輸出端，輸入到DIN的數(shù)據(jù)在16.5個(gè)時(shí)鐘周期后送到DOUT端，以便在級聯(lián)時(shí)傳送到下一片MAX7219。CLK最高頻率可達(dá)10 MHz，在輸入時(shí)鐘的每個(gè)上升沿均有一位數(shù)據(jù)由DIN端移入到內(nèi)部寄存器中；選通端LOAD用來裝載數(shù)據(jù)，在LOAD的上升沿，16位串行數(shù)據(jù)被鎖存到數(shù)據(jù)或控制寄存器中，LOAD必須在第16個(gè)時(shí)鐘上升沿的同時(shí)或之后、在下一個(gè)時(shí)鐘上升沿之前變高，否則數(shù)據(jù)將被丟失。每組數(shù)據(jù)為16位二進(jìn)制數(shù)據(jù)包，其格式如表1所示。

其中，地址F0H為空操作寄存器，允許數(shù)據(jù)從輸入到輸出直接通過，可用于設(shè)備串接。 地址F1H～F8H為顯示RAM區(qū)，分別對應(yīng)DIG0～DIG7引腳的8段LED顯示數(shù)據(jù)。

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