LED光柱顯示器與PLC的接口技術
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地址F9H為譯碼控制寄存器，譯碼方式寄存器可以對每個數(shù)據(jù)位進行設置，使其為B碼譯碼方式或不譯碼方式。寄存器中的每一位和一個數(shù)據(jù)位相對應。為“1”時，選擇B譯碼方式，為“0”選擇不譯碼方式。當用于驅(qū)動LED光柱顯示器時，應設置為不譯碼方式，此時，數(shù)據(jù)D7～D0分別對應每段光柱顯示器VD8～VD1發(fā)光二極管。
地址FAH為顯示亮度寄存器，通過對該寄存器的D3～D0位寫入不同的數(shù)值可實現(xiàn)對LED顯示亮度的控制(D7～D4不用，可為任意值)，從×0H到×FH共16級可調(diào)。D3～D0的值越大，LED顯示越亮。在模擬控制方式時，調(diào)節(jié)V+與ISET端之間的外接電阻Rset的阻值可控制LED段電流的大小，達到硬件調(diào)節(jié)亮度的目的。
地址FBH為掃描段數(shù)寄存器，其D3～D0位數(shù)值設定為00H～07H(D7～D4不用，可為任意值)，表
示顯示器動態(tài)掃描段數(shù)為1～8。
地址FCH為待機模式控制寄存器，當其D0位為0時(D7～D1不用，可為任意值)，MAX7219處于停機狀態(tài)，掃描振蕩器停振，所有顯示器消隱，寄存器數(shù)據(jù)保持不變；當D0為1時，正常工作。地址FFH為顯示測試寄存器，當其D0位為0時(D7～D1不用，可為任意值)，正常工作；當D0為1時處于測試狀態(tài)，全部LED顯示器的所有字段都以最大亮度接通顯示。
3 硬件組成
現(xiàn)以三菱公司小型PLC系列繼電器輸出型為例，LED光柱顯示器與PLC的接口電路如圖1所示。64線光柱顯示器構成8×8結(jié)構，由一片MAX7219驅(qū)動。因PLC輸出模塊已具有隔離PLC內(nèi)部電路與外部執(zhí)行元件的作用，因此將PLC的Y0，Y1，Y2輸出點經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后分別作為MAX7219的時鐘脈沖、裝載數(shù)據(jù)、串行數(shù)據(jù)的輸入端，連接到MAX7219的CLK，LOAD，DIN腳；MAX7219的SEG A～SEG F、SEGDP端分別連接到每段LED光柱顯示器對應的VD1～VD8發(fā)光二極管的陽極，DIG0～7分別接各段光柱顯示器的共陰極，以實現(xiàn)段選。電阻Rset值用于調(diào)節(jié)LED的亮度，Rset的最小值為9.53 kΩ。
4 驅(qū)動程序的設計
4.1 初始化
MAX7219按5個控制寄存器規(guī)定的方式對顯示的LED線數(shù)自動掃描顯示，所以在顯示程序之前，必須初始化5個控制寄存器。其參考設置見表3所示。
4.2 軟件設計
在PLC中，可以用16位的數(shù)據(jù)寄存器來存放16位的二進制數(shù)據(jù)包，其中高位字節(jié)存放地址字節(jié)，低位字節(jié)存放低位命令或顯示的數(shù)字。例如，我們可以在PLC的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中建立一個LED顯示緩沖區(qū)，顯示緩沖區(qū)首地址為D0，末地址為D7，分別對應各顯示段的段碼和位地址，用程序控制數(shù)據(jù)以16位數(shù)據(jù)包的形式串行送入。假設PLC通過輸入模塊將工業(yè)現(xiàn)場的狀態(tài)信息讀入，通過用戶程序的運算與操作，欲使LED光柱顯示器有46線亮時，其顯示區(qū)的數(shù)據(jù)格式如表4所示。
MAX7219的控制寄存器和顯示寄存器均獨立編址，顯示程序?qū)嶋H上就是PLC在Y0(CLK)，Y1(LOAD)時序的配合下不斷通過Y2(DIN)向MAX7219的相應控制寄存器和數(shù)據(jù)顯示寄存器寫入16位二進制數(shù)據(jù)包的過程。所以問題的關鍵在于編寫一個通用寫入子程序，將D0等的內(nèi)容從高位到低位在Y0(CLK)的作用下依次移入移位寄存器，最后由Y1(LOAD)的上升沿鎖存到相應的內(nèi)部控制寄存器和數(shù)據(jù)顯示寄存器中去。寫入子程序的梯形圖程序如圖2所示，PLC與MAX7219間串行通信工作流程圖如圖3所示。
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