單片機驅動數碼管設計詳解(74HC595實現)
2021-01-08 電子工程世界1. 數碼管顯示設計
本設計使用了一個4位的數碼管，為共陽型，為了節省單片機的IO口，使用了兩片74HC595作為數碼管的驅動晶片，共佔用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採用級聯方式，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，串入並出，並具有鎖存功能，被廣泛的用於數碼管、點陣的驅動電路中。其管腳介紹如下：
15：數據輸出A-接數碼管數據A段；
1：數據輸出B-接數碼管數據B段；
2：數據輸出C-接數碼管數據C段；
3：數據輸出D-接數碼管數據D段；
4：數據輸出E-接數碼管數據E段；
5：數據輸出F-接數碼管數據F段；
6：數據輸出G-接數碼管數據G段；
7：數據輸出H-接數碼管數據H段；
16：電源正腳-接電源正；
8：電源負腳-接電源負；
14：數據輸入腳-接單片機管腳；
12：數據鎖存時鐘-接單片機管腳；
11：數據輸入時鐘-接單片機管腳；
13：使能輸出腳-低電平有效，接低電平；
10：數據清零-不清零，接高電平；
9：數據級聯輸出-接下一片595的數據輸入腳；
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：
SCK是上升沿的時候要把數據寫入；
RCK是上升沿的時候數據才能鎖存顯示；
有數據操作的過程中RESET必須是高電平；
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條是硬體連接上的事情(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處於低電平，即上升沿還沒有來到；
HC595_DAT(1)就是要把寫入的數據準備好；
temp<<1是將數據移位，即一個字節分八次寫入；
HC595_CLK(1)是讓CLK處於高電平，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據準備好，等上升沿來了就把準備好的數據寫入。這就是對時序圖的解釋。
記住，這僅僅是把數據寫入到了74HC595中，但是還沒有讓74HC595鎖存，即沒有讓數據顯示出來，如果讓數據顯示的話，必須要給RCK一個上升沿(即時序圖中的第2條)，操作如下：
單片機執行完這個程序後，數據才會在數碼管上顯示出來。
這一節內容的難度較大，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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