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根據(jù)時序編程，單片機驅動74HC595實現(xiàn)數(shù)碼管顯示

時間：2020-11-09 13:33:36
關鍵字： 編程    數(shù)碼管    單片機   
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[導讀]本設計使用了一個4位的數(shù)碼管，為共陽型，為了節(jié)省單片機的IO口，使用了兩片74HC595作為數(shù)碼管的驅動芯片，共占用3個IO口。

1. 數(shù)碼管硬件設計
本設計使用了一個4位的數(shù)碼管，為共陽型，為了節(jié)省單片機的IO口，使用了兩片74HC595作為數(shù)碼管的驅動芯片，共占用3個IO口。74HC595部分電路圖如下：

與單片機相連接的三個腳分別為：HC_DAT,HC_RCK,HC_CLK。兩片595采用級聯(lián)方式，即U2的第9腳接到U3的第14引腳。
2. 74HC595簡介
74HC595是8位的移位寄存器，串入并出，并具有鎖存功能，被廣泛的用于數(shù)碼管、點陣的驅動電路中。其管腳介紹如下：
15：數(shù)據(jù)輸出A-接數(shù)碼管數(shù)據(jù)A段；
? 1：數(shù)據(jù)輸出B-接數(shù)碼管數(shù)據(jù)B段；
? 2：數(shù)據(jù)輸出C-接數(shù)碼管數(shù)據(jù)C段；
? 3：數(shù)據(jù)輸出D-接數(shù)碼管數(shù)據(jù)D段；
? 4：數(shù)據(jù)輸出E-接數(shù)碼管數(shù)據(jù)E段；
? 5：數(shù)據(jù)輸出F-接數(shù)碼管數(shù)據(jù)F段；
? 6：數(shù)據(jù)輸出G-接數(shù)碼管數(shù)據(jù)G段；
? 7：數(shù)據(jù)輸出H-接數(shù)碼管數(shù)據(jù)H段；
16：電源正腳-接電源正；
? 8：電源負腳-接電源負；
14：數(shù)據(jù)輸入腳-接單片機管腳；
12：數(shù)據(jù)鎖存時鐘-接單片機管腳；
11：數(shù)據(jù)輸入時鐘-接單片機管腳；
13：使能輸出腳-低電平有效，接低電平；
10：數(shù)據(jù)清零-不清零，接高電平；
? 9：數(shù)據(jù)級聯(lián)輸出-接下一片595的數(shù)據(jù)輸入腳；
74HC595的真值表如下：

知道了74HC595的引腳定義和真值表，那該如何編程呢？下面重點來了，通過時序圖來編程。看重點?。?！


3. 74HC595時序圖
我是重點！我是重點！我是重點！

通過時序可以看出：
  1. SCK是上升沿的時候要把數(shù)據(jù)寫入；
  2. RCK是上升沿的時候數(shù)據(jù)才能鎖存顯示；
  3. 有數(shù)據(jù)操作的過程中RESET必須是高電平；
  4. EN必須是低電平，595才能工作；
知道了以上4點就可以寫程序了。其中3、4條是硬件連接上的事情(也可以用單片機的IO口來連接，這樣的話可以隨時控制74HC595的工作與否情況)。寫程序主要靠1、2條。下面具體操作。
4. 程序實例
看下面一段程序：

第39行：HC595_CLK(0)的原型如下：
HC595_CLK(0)是讓CLK處于低電平，即上升沿還沒有來到；
HC595_DAT(1)就是要把寫入的數(shù)據(jù)準備好；
temp<<1是將數(shù)據(jù)移位，即一個字節(jié)分八次寫入；
HC595_CLK(1)是讓CLK處于高電平，即上升沿來了；
以上幾句解釋一下就是：
在CLK時鐘上升沿來臨之前把要寫入的數(shù)據(jù)準備好，等上升沿來了就把準備好的數(shù)據(jù)寫入。這就是對時序圖的解釋。
記住，這僅僅是把數(shù)據(jù)寫入到了74HC595中，但是還沒有讓74HC595鎖存，即沒有讓數(shù)據(jù)顯示出來，如果讓數(shù)據(jù)顯示的話，必須要給RCK一個上升沿(即時序圖中的第2條)，操作如下：

單片機執(zhí)行完這個程序后，數(shù)據(jù)才會在數(shù)碼管上顯示出來。

這一節(jié)內容的難度較大，主要是因為時序圖這個東西是很模糊的一個內容，大家可以慢慢理解體會。
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