使用MAX6952和MAX6953 5x7 LED驱动器构建点阵图形面板

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）。

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。

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

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O11

O12

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O14

O15

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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

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O5

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O11

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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

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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。

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。

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。

图5.MAX6952或MAX6953驱动器分配单色矩阵子模块的示例

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