最近很多網友后臺詢問Proteus仿真的內容，借此機會我做了一個例子，跟大家分享一下，感興趣的可以后臺留言“MAX7219”可以得到完整的仿真工程，包括：
- Proteus原理圖，主芯片為STM32F103R6
- Keil 5代碼工程，使用的是庫函數的方式編程。
仿真實現的功能點：
- MAX7219芯片驅動8個數碼管；
- STM32和DS1302結合，獲得實時時鐘，并顯示在數碼管上；
- 兩個LED指示系統的當前的工作模式
注意：鬧鐘的具體功能未實現，可自行設計添加。
- 全滅為默認模式0，實時獲取時間并顯示；
- 左亮右滅為模式1，為設置時間模式，按前三個按鍵可以修改對應的時分秒；
- 左滅右亮為模式2，為設置鬧鐘模式；
- 系統中共有四個按鍵，按鍵4為模式修改鍵。
本文重點介紹一下MAX7219芯片的使用方法，使用MAX7219芯片驅動數碼管，電路很簡單，程序也不難，是理想的驅動數碼管的芯片，DS1302實時時鐘芯片的驅動留著以后再介紹。
MAX7219簡介
MAX7219是MAXIM公司生產的串行輸入/輸出共陰極數碼管顯示驅動芯片，一片MAX7219可驅動8個7段（包括小數點共8段）數字LED、LED條線圖形顯示器、或64個分立的LED發光二級管。
該芯片具有10MHz傳輸率的三線串行接口可與任何微處理器相連，只需一個外接電阻即可設置所有LED的段電流。
它的操作很簡單，MCU只需通過模擬SPI三線接口就可以將相關的指令寫入MAX7219的內部指令和數據寄存器，同時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7219串聯方式，這樣MCU就可以通過3根線（即串行數據線、串行時鐘線和芯片選通線）控制更多的數碼管顯示。
各引腳的功能為：
DIN : 串行數據輸入端
DOUT : 串行數據輸出端，用于級連擴展
LOAD : 裝載數據輸入
CLK: 串行時鐘輸入
DIG0~DIG7: 8位LED位選線，從共陰極LED中吸入電流
SEG A~SEG G DP: 7段驅動和小數點驅動
ISET：通過一個10K電阻和Vcc相連，設置段電流
時序圖分析
時序圖中我們要注意的地方：
- 發送數據期間Max7219_pinCS引腳要拉低；
- 發送數據，首先發送高位，即先發送兩個字節數據的D15位，最后發送D0位；
- 在Max7219_pinCLK引腳上升沿的時候，送出數據。
由上面的分析，我們得到向MAX7219寫入一個字節函數的具體實現如下：
//功能：向MAX7219寫入字節
//入口參數：DATA
//出口參數：無
//說明：
void Write_Max7219_byte(u8 DATA)
{
u8 i;
Max7219_pinCS=0;
for(i=8;i>=1;i--)
{
Max7219_pinCLK=0;
if(DATA&0x80)
{
Max7219_pinDIN = 1;
}
else
{
Max7219_pinDIN = 0;
}
DATA=DATA<<1;
Max7219_pinCLK=1;
}
}
由于串行發送數據，每次發送兩個字節，即16位，串行數據格式如下：
所以我們封裝了一個完整的向MAX7219寫入數據的函數，具體實現如下：
//功能：向MAX7219寫入數據
//入口參數：address、dat
//出口參數：無
//說明：
void Write_Max7219(u8 address,u8 dat)
{
Max7219_pinCS=0;
Write_Max7219_byte(address);
Write_Max7219_byte(dat);
Max7219_pinCS=1;
}寄存器地址映射
MAX7219內部的寄存器如下圖所示，主要有：譯碼控制寄存器、亮度控制寄存器、掃描界限寄存器、關斷模式寄存器、測試控制寄存器。
編程時只有正確操作這些寄存器，MAX7219才可正常工作。
- 譯碼控制寄存器【Decode Mode】（X9H）
MAX7219有兩種譯碼方式：B譯碼方式和不譯碼方式。
當選擇不譯碼時，8個數據位分別一一對應7個段和小數點位；
B譯碼方式是BCD譯碼，直接送數據就可以顯示。
實際應用中可以按位設置選擇B譯碼或是不譯碼方式。
MAX7219的譯碼控制寄存器
Code B Font
由上面兩個表對比我們可知，不譯碼方式下數字0應該發送如下數據：
下面的仿真實例中，咱們使用的是B譯碼的方式，直接發送對應的數據即可。
Write_Max7219(DECODE_MODE,0xff); //選用全譯碼模式
由上分析，我們可知，如果我們想要讓第一個數碼管顯示數字2，則只需執行如下語句即可實現：
Write_Max7219(0x01, 0x02);- 亮度控制寄存器【Intensity Register Format】（XAH）
共有16級可選擇，用于設置LED的顯示亮度，從0xX0~0xXF，0xXF最亮。
咱們仿真中使用的初始亮度如下：
Write_Max7219(INTENSITY,0x04); - 掃描界限寄存器【Scan-Limit Register Format】（XBH）
此寄存器用于設置顯示的LED的個數（1~8），比如當設置為0xX4時，LED 0~5顯示。因為仿真中咱們用了8個數碼管，所以掃描界限寄存器設置如下：
Write_Max7219(SCAN_LIMIT,0x07); //8只LED全用原理圖
仿真使用的原理圖如下：
仿真結果
仿真過程中注意事項
- 芯片的VCC、GND引腳不連，一般不影響仿真效果，可以看到STM32主芯片上的晶振、電源，DS1302芯片的電源和地引腳都未連對應網絡，但是不影響仿真效果；
- 代碼中的延時跟仿真中的延時不匹配，導致在真正硬件中使用的按鍵掃描代碼，在仿真過程中，點擊按鈕響應的準確度不高；
- 主芯片的晶振頻率不能設置過高，否則數碼管顯示將嚴重閃爍。
