MAX7219 Display Driver - Controlando um Display de 7 Segmentos com o Arduino

Como primeiro exercício prático com o MAX7219, vou ligá-lo a um display de 7 segmentos com quatro dígitos e a um Arduino.

Hardware

O display de quatro dígitos simplifica as ligações entre os módulos, já que os segmentos estão interligados internamente. O Arduino utilizado é um Nano, que pode ser colocado diretamente na protoboard. Embora seja possível (e até preferível do ponto de vista de desempenho) usar a interface SPI do ATmega, nesta montagem liguei o MAX7219 a três saídas digitais quaisquer e gerei "na mão" os sinais de comunicação (com uma pequena ajuda da biblioteca do Arduino).

O circuito possui somente três componentes discretos: o resistor que define a corrente nos segmentos e dois capacitores. A finalidade destes capacitores é filtrar as interferências geradas na alimentação pelo liga/desliga dos LEDs.

Software

O software é bastante simples mas ilustra o básico do uso do MAX7219 no comando de displays de 7 segmentos.

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1. // Conecões ao MAX7219  
2. #define PIN_LOAD 6  
3. #define PIN_DIN  5  
4. #define PIN_CLK  4  
5.   
6. #define LED      13  
7.   
8. // Registradores do MAX7219  
9. #define MAX7219_NOP   0x00  
10. #define MAX7219_DIG0  0x01  
11. #define MAX7219_DIG1  0x02  
12. #define MAX7219_DIG2  0x03  
13. #define MAX7219_DIG3  0x04  
14. #define MAX7219_DIG4  0x05  
15. #define MAX7219_DIG5  0x06  
16. #define MAX7219_DIG6  0x07  
17. #define MAX7219_DIG7  0x08  
18. #define MAX7219_MODE  0x09  
19. #define MAX7219_INT   0x0A  
20. #define MAX7219_LIM   0x0B  
21. #define MAX7219_SHUT  0x0C  
22. #define MAX7219_TEST  0x0F  
23.   
24. // CONEXOES DOS LEDS  
25. #define DIG1   MAX7219_DIG0  
26. #define DIG2   MAX7219_DIG1  
27. #define DIG3   MAX7219_DIG2  
28. #define DIG4   MAX7219_DIG3  
29.   
30. uint8_t cont [4];  
31.   
32. // Iniciação  
33. void setup ()  
34. {  
35.   pinMode (LED, OUTPUT);  
36.   pinMode (PIN_LOAD, OUTPUT);  
37.   pinMode (PIN_DIN, OUTPUT);  
38.   pinMode (PIN_CLK, OUTPUT);  
39.   digitalWrite (PIN_LOAD, HIGH);  
40.   digitalWrite (PIN_CLK, LOW);  
41.   digitalWrite (PIN_DIN, LOW);  
42.     
43.   write7219 (MAX7219_SHUT, 0x00);  
44.   write7219 (MAX7219_TEST, 0x00);  
45.   write7219 (MAX7219_MODE, 0x0F);  
46.   write7219 (MAX7219_INT, 0x0F);  
47.   write7219 (MAX7219_LIM, 0x03);  
48.   write7219 (DIG1, 12);  // H  
49.   write7219 (DIG2, 11);  // E  
50.   write7219 (DIG3, 13);  // L  
51.   write7219 (DIG4, 14);  // P  
52.   write7219 (MAX7219_SHUT, 0x01);  
53.   delay (2000);  
54.   for (int i = 0; i < 4; i++)  
55.     cont[i] = 0;  
56. }  
57.   
58. // Loop Principal  
59. void loop ()  
60. {  
61.   // Mostra o contador atual  
62.   write7219 (DIG1, cont[0]);  
63.   write7219 (DIG2, cont[1]);  
64.   write7219 (DIG3, cont[2]);  
65.   write7219 (DIG4, cont[3]);  
66.   
67.   // Soma 1 no contador  
68.   for (int i = 3; i >= 0; i--)  
69.   {  
70.     if (cont[i] < 9)  
71.     {  
72.       cont[i]++;  
73.       break;  
74.     }  
75.     cont[i] = 0;  
76.   }  
77.   delay (100);  
78. }  
79.   
80. // Escreve um dado no registrador addr do MAX7219  
81. void write7219 (uint8_t addr, uint8_t data)  
82. {  
83.   digitalWrite (PIN_LOAD, LOW);  
84.   shiftOut (PIN_DIN, PIN_CLK, MSBFIRST, addr);  
85.   shiftOut (PIN_DIN, PIN_CLK, MSBFIRST, data);  
86.   digitalWrite (PIN_LOAD, HIGH);  
87. }  

// Conecões ao MAX7219
#define PIN_LOAD 6
#define PIN_DIN  5
#define PIN_CLK  4

#define LED      13

// Registradores do MAX7219
#define MAX7219_NOP   0x00
#define MAX7219_DIG0  0x01
#define MAX7219_DIG1  0x02
#define MAX7219_DIG2  0x03
#define MAX7219_DIG3  0x04
#define MAX7219_DIG4  0x05
#define MAX7219_DIG5  0x06
#define MAX7219_DIG6  0x07
#define MAX7219_DIG7  0x08
#define MAX7219_MODE  0x09
#define MAX7219_INT   0x0A
#define MAX7219_LIM   0x0B
#define MAX7219_SHUT  0x0C
#define MAX7219_TEST  0x0F

// CONEXOES DOS LEDS
#define DIG1   MAX7219_DIG0
#define DIG2   MAX7219_DIG1
#define DIG3   MAX7219_DIG2
#define DIG4   MAX7219_DIG3

uint8_t cont [4];

// Iniciação
void setup ()
{
  pinMode (LED, OUTPUT);
  pinMode (PIN_LOAD, OUTPUT);
  pinMode (PIN_DIN, OUTPUT);
  pinMode (PIN_CLK, OUTPUT);
  digitalWrite (PIN_LOAD, HIGH);
  digitalWrite (PIN_CLK, LOW);
  digitalWrite (PIN_DIN, LOW);
  
  write7219 (MAX7219_SHUT, 0x00);
  write7219 (MAX7219_TEST, 0x00);
  write7219 (MAX7219_MODE, 0x0F);
  write7219 (MAX7219_INT, 0x0F);
  write7219 (MAX7219_LIM, 0x03);
  write7219 (DIG1, 12);  // H
  write7219 (DIG2, 11);  // E
  write7219 (DIG3, 13);  // L
  write7219 (DIG4, 14);  // P
  write7219 (MAX7219_SHUT, 0x01);
  delay (2000);
  for (int i = 0; i < 4; i++)
    cont[i] = 0;
}

// Loop Principal
void loop ()
{
  // Mostra o contador atual
  write7219 (DIG1, cont[0]);
  write7219 (DIG2, cont[1]);
  write7219 (DIG3, cont[2]);
  write7219 (DIG4, cont[3]);

  // Soma 1 no contador
  for (int i = 3; i >= 0; i--)
  {
    if (cont[i] < 9)
    {
      cont[i]++;
      break;
    }
    cont[i] = 0;
  }
  delay (100);
}

// Escreve um dado no registrador addr do MAX7219
void write7219 (uint8_t addr, uint8_t data)
{
  digitalWrite (PIN_LOAD, LOW);
  shiftOut (PIN_DIN, PIN_CLK, MSBFIRST, addr);
  shiftOut (PIN_DIN, PIN_CLK, MSBFIRST, data);
  digitalWrite (PIN_LOAD, HIGH);
}

Resultado

O vídeo abaixo mostra a montagem funcionando.