MAX6951CEE+T

Analog Devices 的 MAX6951CEE+T 是一款紧凑型串行接口 LED 显示驱动器，设计用于驱动多达 8 个 7 段共阴极 LED 数字或 64 个分立 LED，且微控制器 I/O 开销极小。它仅使用 3 线 SPI 兼容串行接口（DIN、CLK、CS），就能卸载主机微控制器的所有 LED 多路复用、字符解码、亮度控制和闪烁功能，从而大大降低了固件复杂性和 I/O 引脚数。.

MAX6951 是 MAX6950/6951 系列的 8 位版本。MAX6950 最多可驱动 5 个 7 段数字或 40 个分立 LED，而 MAX6951 最多可驱动 8 个数字或 64 个 LED。两者共享相同的 SPI 命令集、寄存器映射和 16 引脚 QSOP 封装，区别仅在于数字/段线的数量。MAX6951 提供 DIG0/SEG0 至 DIG7/SEG7（8 条多路复用数字/段线路）和 SEG8（1 条专用段线路），而 MAX6950 提供 DIG0/SEG0 至 DIG4/SEG4（5 条线路）和 SEG5 至 SEG8（4 条专用段线路）。.

创新的引脚多路复用方案是在微型 16 引脚封装中实现 8 位数驱动能力的关键。8 个数字/段引脚（DIG0/SEG0 至 DIG7/SEG7）中的每个引脚都具有双重功能：在多路复用周期的一个阶段，它充当数字驱动器（从一个数字的公共阴极汇入电流）；在其他阶段，它充当段驱动器（向其他数字的各个段汇入电流）。这种交叉点复用意味着每个 LED 都连接在特定的数字线和特定的段线之间，所有 LED 共享数字/段线。这种安排要求在 MAX6951 和 LED 显示器之间采用特定的布线模式，不同于传统的每行一个数字的方法。.

片上十六进制解码器（0-9、A-F）无需在微控制器固件中使用查找表。每个数字都可单独配置为十六进制解码模式或无解码模式，允许在同一显示屏上混合显示数字/字母数字和自定义段模式（条形图、特殊符号、单个 LED）。在十六进制解码模式下，写入 0x00-0x0F 的值会显示相应的字符（0-9，A-F）。在无解码模式下，数据字节的每一位可直接控制一个段（dp、a-g），为自定义模式提供了充分的灵活性。.

16 级数字亮度控制以 RSET 设置的最大电流的 1/16 至 16/16 的对数级数调整段驱动电流。亮度可在不修改显示数据的情况下动态改变，从而实现平滑的调光效果。段闪烁功能可独立地以慢速（1 Hz）或快速（0.5 Hz）闪烁任何段，并可通过多个 MAX6951/MAX6950 驱动器同步闪烁，适用于大型显示面板。.

后缀 CEE+T 表示卷带包装的商用温度范围（0C 至 +70C）。EEE+T 变体的额定温度范围为工业温度（-40C 至 +85C）。两者的电气规格完全相同。.

MAX6951 是旧款 MAX7219/MAX7221 LED 驱动器的直接升级产品，具有更高的 SPI 时钟速率（26 MHz 对 10 MHz）、单段控制、段闪烁和压摆率受限驱动器，可降低 EMI，所有器件均采用相同的 16 引脚 QSOP 基底面，具有兼容（但不完全相同）的命令集。.

MAX6951CEE+T 作为多路复用 LED 显示驱动器运行，具有 3 线 SPI 兼容串行接口和独特的交叉点多路复用方案。.

跨点复用：与使用单独数字线和段线的传统 LED 驱动器不同，MAX6951 使用 8 个共享 DIG/SEG 引脚和 1 个专用 SEG8 引脚。每个 DIG/SEG 引脚既可用作数字驱动器（用于公共阴极的电流灌），也可用作段驱动器（用于单个 LED 阳极的电流源）。多路复用通过 8 个时隙循环工作，每个数字一个时隙。在时隙 N 期间，DIG/SEG 引脚 N 作为数字驱动器工作（吸收数字 N 的共阴极电流），而其他 DIG/SEG 引脚和 SEG8 作为分段驱动器工作（为数字 N 的 a-g 和 dp 分段提供电流）。这种交叉点方案意味着每个 LED 都由一对（数字线、段线）唯一寻址，而且不能同时点亮共享同一数字线或段线的两个 LED。多路复用周期以大约 800 Hz 的频率重复 8 位数字，速度之快足以保证无闪烁。.

SPI 串行接口：主机微控制器通过 SPI 兼容接口向 MAX6951 发送 16 位数据字。每个 16 位字由 8 位地址 (D15-D8) 和 8 位数据有效载荷 (D7-D0) 组成。数据传输期间，CS 引脚必须保持低电平；在 CS 上升沿，16 位数据被锁存到内部寄存器中。通过将一个器件的 DOUT 连接到下一个器件的 DIN，可以菊花链方式连接多个 MAX6951 器件，从而使用相同的 3 线接口和芯片选择线驱动任意数量的数字。.

寄存器映射：MAX6951 有 14 个可寻址寄存器：数字 0-7 数据寄存器（地址 0x01-0x08）存储每个数字的段数据；解码模式寄存器（0x09）为每个数字选择十六进制解码或无解码；强度寄存器（0x0A）设置全局亮度（16 级，0x00-0x0F）；扫描限制寄存器（0x0B）设置活动数字数（1-8 位为 0x00-0x07）；配置寄存器（0x0C）控制关机模式和闪烁；显示测试寄存器（0x0F）强制打开所有 LED 进行测试。闪烁寄存器（0x0D/0x0E，如适用）控制每段闪烁。.

段电流调节：峰值段电流由连接在 ISET 引脚和接地之间的外部电阻 RSET 设置。两者之间的关系为 ISEG = 6720 / RSET（RSET 单位为千欧，ISEG 单位为毫安）。RSET = 56 kOhm 时，峰值段电流为 40 mA。内部数字亮度控制利用 PWM 进一步调节该电流，16 个占空比步进从峰值电流的 1/16 到 16/16。段驱动器上的压摆率限制可减慢电流转换速度，从而降低电磁干扰（EMI），这在医疗设备和专业音响等对噪音敏感的应用中尤为重要。.

多路复用定时：内部 RC 振荡器（或 OSC 引脚上的外部时钟）设置多路复用扫描速率。RSET = 56 kOhm，CSET = 27 pF 时，内部振荡器的运行频率约为 4 MHz，8 位数字的扫描速率约为 800 Hz（每位数字的刷新频率为 100 Hz）。扫描速率可通过改变 RSET 和 CSET 进行调整，也可将外部时钟应用于 OSC 引脚以同步多个驱动器。使用外部时钟时，最高频率为 18 MHz。.

功率耗散：最大功耗受 QSOP 封装热特性限制（TA = 70C 时为 667 mW）。总电源电流取决于有效数字位数、段电流和电源电压。在 5V 8 位数字和 40 mA 峰值段电流条件下，最坏情况下的电源电流约为 335 mA（15 mA 静态 + 40 mA x 8 段峰值，整个多路复用周期的平均值）。驱动器的耗散功率是电源电压与 LED 正向电压之差乘以段电流。在 3.3V 而非 5V 电压下工作可显著降低功耗。.