0　引　言

在单片机的应用系统中，为了便于人们观察和监视单片机的运行情况，常常需要用显示器显示运行的中间结果及状态等等。因此显示器往往是单片机系统必不可少的外部设备之一。常用的显示器有很多种，其中led（发光二极管显示器）是应用较多的一种，它特别适用于强光和光线极弱的场合。

要使led显示，必须提供段选码和位选码。传统的硬件译码显示接口广泛采用由中央处理器cpu（如：intel 8031）扩展i／o口（如：8255），然后再使用逻辑门驱动芯片（如7407等）驱动相应的位码和段码。这种设计，芯片间连线十分复杂，系统工作可靠性不高，已越来越不适应单片机系统集成化、小型化的发展要求。特别是系统并行扩展i／o，其缺点十分明显：

（1）连线太多，系统连线复杂，印制板布线不方便；

（2）并行总线上挂靠的器件太多，系统工作的稳定性和可靠性低；

（3）体积较大，集成度不高。

正是由于上述原因，近年来，各厂家相继开发出了集成度较高、驱动能力较强、驱动位数较多、功能齐全的led显示驱动器。

本文介绍一种低价位、高性能的多位led显示驱动器ps7219芯片，以及它与单片机89c51具体的spi接口设计与应用软件。

1　ps7219简介

ps7219是一种新型的串行接口的8位数字静态显示芯片。它是由武汉力源公司新推出的24脚
双列直插式芯片，采用流行的同步串行外设接口（spi），可与任何一种单片机方便接口，并可同时驱动8位led（或64只独立led），其引脚图如图1所示。

ps7219内部具有15×8ram功能控制寄存器，可方便选址，对每位数字可单独控制、刷新、不需重写整个显示器。显示数字亮度可由数字进行控制，每位具有闪烁使能控制位。当引脚con（13脚）置高电平，可禁止所有显示，达到降低功耗的效果，但同时并不影响对控制寄存器的修改。ps7219还有一个掉电模式、一个允许用户从1位数显示到8位数显示选择的扫描界限寄存器和一个强迫所有led接通的测试模式。另外，ps7219a型内置一个可靠的up监控电路，可为外部提供一个脉宽140ms，触发门限典型值为4．63v的高电平复位信号。

如果n个ps7219级联，可实现n×8位led显示。

2　ps7219引脚功能

ps7219引脚功能如表1所示。

3 ps7219工作过程

图2为ps7219工作时序图。由图2可行，din是串行数据输入端，在clk的上升沿，一位数据被加载到内部16位移位寄存器中，clk端最高输入频率可达500khz，在输入时钟信号的每个上升沿，均有1位数据由din移入到内部寄存器中，load用来装载数据，在load的上升沿，16位串行输入数据被锁存到数字或控制寄存器中。load必须在第16个时钟上升沿的同时或之后，在下一个时钟上升沿之前变高，否则数据将会丢失。

规定一组数据为16位二进制数据包，其格式如下：

其中d15～d12位不用，d11～d8为内部5个控制寄存器和8个led显示数据寄存器的地址，地址编码如表2。d7～d0为5个控制寄存器命令字或8个led数码管待显示的数据。因为控制寄存器与显示数据寄存器均独立编址，所以可以通过程序单独对每个寄存器进行操作。一般情况下，程序先送控制命令，后向显示寄存器送数据，但必须注意，每16位为一组，从高位地址节最高位开始送起，直到低位数据字最后一位为止。

ps7219按5个控制寄存器规定的方向对待显示的数字自动扫描显示，所以有必要对各控制寄存器的功能有所了解，现分述如下：

（1）译码方式寄存器：对每个数字设置bcd码b（0～9、e、h、l、p和－）或非代码操作。寄存器中的每一位与一个数字对应。逻辑高电平选择代码bcd译码，而低电平选择旁路译码器。

（2）显示亮度寄存器：其中d7～d4位可任意，而d3～d0可选择0000～1111。d3～d0的值越大，led显示器越亮。

（3）扫描范围寄存器：其扫描范围寄存器设置所显示数据的多少，可从1至8。它们一般以扫描速率1．5khz、8位数据、多路复用方式显示。