使用MAX6952和MAX6953 5x7 LED驱动器构建点阵图形面板

描述

本应用笔记是讨论MAX6952和MAX6953 LED驱动器应用中的软件和处理器接口问题的两篇应用笔记之一,用于构建用于留言板和动画图形显示的LED矩阵图形面板。

MAX6952和MAX6953为4位阴极排5×7矩阵LED显示驱动器,通过高速SPI(MAX6952)或I2C 控制(MAX6953) 串行接口。这些驱动程序主要用于字符显示应用,其中单个 5×7 矩阵数字在物理上间隔开以形成一个或多个字符行(图 1)。

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图1.使用 8×2 个矩阵字符的 5 个字符 x 7 行矩阵显示面板的示例。

字符矩阵显示面板比图形矩阵面板更便宜,因为使用的 LED 更少。示例字符面板(图 1)在字符之间垂直和水平方向上使用 1-LED 间距作为字符间距。对于等效图形面板,此间距为每个水平间距 8 个 LED,每个垂直间距需要 6 个 LED(图 2)。当然,图形面板用途更广;可以平滑滚动(逐像素),可以显示图形和更大的文本,等等。

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图2.48×16图形矩阵显示面板的示例。

MAX6952或MAX6953与图形显示器的电气连接

MAX6952或MAX6953通常驱动4个单色5×7矩阵阴极排数字(表1)或2个双色数字(表2)。多路复用引擎实际上并不知道或关心使用的是单色还是双色显示器;双色数字在电气和软件中都被视为两个单色数字。

 

数字 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 O16 O17 O18 O19 O20 O21 O22 O23
1 数字 0 行(阴极)R1 至 R7 数字 1 行(阴极)R1 至 R7
 
  数字 0 列(阳极)
C1 到 C5
数字 1 列(阳极)
C1 到 C5
2   数字 2 行(阴极)R1 至 R7 数字 3 行(阴极)R1 至 R7
 
数字 2 列(阳极)
C1 到 C5
数字 3 列(阳极)
C1 到 C5
数字 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 O16 O17 O18 O19 O20 O21 O22 O23
1 数字 0 行(阴极)R1 到 R7   数字 0 列(阳极)C1 到 C10
- 5个绿色阳极 - - 5个红色阳极 -
2   数字 1 行(阴极)R1 到 R7 数字 1 列(阳极)C1 到 C10
- 5个绿色阳极 - - 5个红色阳极 -

 

从多路复用驱动方案的角度来看,可以看出MAX6952/3实际上是在驱动14×10 LED矩阵(表3)。这个大矩阵通常被细分以适应预期的 4 个单色数字(7 个阴极行,5 个阳极列)或 2 个双色数字(7 个阴极行,10 个阳极列)。

 

数字 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 O16 O17 O18 O19 O20 O21 O22 O23
1 矩阵行(阴极)R1 至 R14 矩阵柱(阳极)C1 至 C10

 

定义 LED 图形面板

单个MAX6952或MAX6953可通过14个阳极驱动多达10个阴极的LED阵列,或多个符合该限值的较小阵列(例如,5个7×6952阴极排阵列)。最好的方法是设计显示系统,使每个MAX6953或MAX5驱动其独立的显示矩阵子模块。因此,首选的显示元件是 7×<> 矩阵 LED,对接在一起(或使用分立 LED 等效),根据需要单色或双色。

图形面板通常构建为八进制尺寸,换句话说,每侧的像素或 LED 数量是 8 的倍数。八进制映射通过 5 位微处理器简化了数据处理,其中显示器的内存映射为字节宽。此外,等宽小字体的传统标准是 7×8 字体块中的 8×8 字体。在这种情况下,8×3 块在每个字符周围提供空格以分隔字符(图 5)。当然,图形面板的优点之一是字体可以设计成各种大小,粗体和斜体,间距可以成比例,所以 7×<> 字体不太重要。

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图3.5x7 字体块中的 8×8 字体字符示例。

由 5×7 个矩阵块构建的最小 LED 阵列也适合由 8×8 个矩阵块构建的模块,为 40 × 56 像素(图 4)。这称为矩阵子块。图 4 将矩阵子块显示为横向格式,这是常见的方向。矩阵子块改为旋转为纵向格式。

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图4.矩阵子块;多个 8x8 矩阵显示器到多个 5×7 矩阵显示器的最小映射。

目标图形面板的大小应是此矩阵子块的精确倍数。如果能够做到这一点,设计将使用最少数量的MAX6952或MAX6953驱动器,软件驱动程序可以将显示器视为这些矩阵子模块的正交阵列。

MAX6952或MAX6953驱动器有多种有效配置,用于驱动该矩阵子模块内的5×7元件。图 5 和图 6 显示了单色和双色子块的示例驱动程序配置。现在由面板设计人员选择使用 40 × 56 像素尺寸的整数倍的图形面板大小。最后一个提示:横向格式子块可以组合在一起构建纵向面板,反之亦然。例如,2 行 6 个并排纵向面板构造一个 240 × 112 横向面板。

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图5.MAX6952或MAX6953驱动器分配单色矩阵子模块的示例

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图6.MAX6952或MAX6953驱动器分配双色矩阵子模块的示例。

审核编辑:功夫兔

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