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最详细的74HC595芯片使用方法介绍

最详细的74HC595芯片使用方法介绍2010-06-08 10:39Arduino采用的ATmega168芯片带12个数字I/O管脚,其中每个都可以对一个数字量进行控制,从而实现类似于点亮一个发光二极管这样的功能。在实际的工程应用里,有时我们可能会遇到需要对更多的数字量进行控制的场合,比如同时控制16个发光二极管,这时Arduino自带的数字I/O管脚就不够用了,必须进行相应的扩展。其中一种可行的办法就是借助74HC595这样一个8位串入并出移位寄存器,这个芯片能够多个级连起来一起使用,因此理论上能够通过Arduino上有限的几个管脚(最少三个)产生任意多个的数字输出。

74HC595同数据相关的引脚可以分为三类:

DS:串行数据输入,接Arduino的某个数字I/O引脚。
Q0~Q7:8位并行数据输出,可以直接控制8个LED,或者是七段数码管的8个引脚。
Q7′:级联输出端,与下一个74HC595的DS相连,实现多个芯片之间的级联。
74HC595同控制相关的引脚一共有四个:

SH_CP:移位寄存器的时钟输入。上升沿时移位寄存器中的数据依次移动一位,即Q0中的数据移到Q1中,Q1中的数据移到Q2中,依次类推;下降沿时移位寄存器中的数据保持不变。
ST_CP:存储寄存器的时钟输入。上升沿时移位寄存器中的数据进入存储寄存器,下降沿时存储寄存器中的数据保持不变。应用时通常将ST_CP置为低点平,移位结束后再在ST_CP端产生一个正脉冲更新显示数据。
MR:重置(RESET),低电平时将移位寄存器中的数据清零,应用时通常将它直接连高电平(VCC)。
OE:输出允许,高电平时禁止输出(高阻态)。引脚不紧张的情况下可以用Arduino的一个引脚来控制它,这样可以很方便地产生闪烁和熄灭的效果。实际应用时可以将它直接连低电平(GND)。
对于一个最简单的74HC595应用来讲,可以用Arduino的三个数字I/O端口分别控制DS、SH_CP和ST_CP,然后将MR和OE分别接VCC和地。下面是利用74HC595来控制8个LED的原理图:

One Response to “74HC595串入并出8位移位寄存器”
i3dx Says:

December 26th, 2007 at 9:09 pm
订正:Arduino 带有 0-7 8-13 14-19 共三组,20个数字IO口。
只是14-19常用于模拟输入端0-5口使用,但是基本数字io功
能仍然保留。
Arduino mini 另有20 21两个数字io可使用。

单片机与74LS595(8位输出锁存移位寄存器)的使用方法

74LS595的数据端:
QA--QH: 八位并行输出端,可以直接控制数码管的8个段。
QH': 级联输出端。我将它接下一个595的SI端。
SI: 串行数据输入端。

74LS595的控制端说明:
/SCLR(10脚): 低点平时将移位寄存器的数据清零。通常我将它接Vcc。
SCK(11脚):上升沿时数据寄存器的数据移位。QA-->QB-->QC-->...-->QH;

下降沿移位寄存器数据不变。(脉冲宽度:5V时,大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级)
RCK(12脚):上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器,下降沿时存储寄存器数据不变。通常我将RCK置为低电平,当移位结束后,在RCK端产生一个正脉冲(5V时,大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级),更新显示数据。
/G(13脚): 高电平时禁止输出(高阻态)。如果单片机的引脚不紧张,用一个引脚控制它,可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。

注:
1)74164和74595功能相仿,都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。74164的驱动电流(25mA)比74595(35mA)的要小,14脚封装,体积也小一些。
2)74595的主要优点是具有数据存储寄存器,在移位的过程中,输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处,数码管没有闪烁感。
3)595是串入并出带有锁存功能移位寄存器,它的使用方法很简单,在正常使用时SCLR为高电平, G为低电平。从SER每输入一位数据,串行输595是串入并出带有锁存功能移位寄存器,它的使用方法很简单,如下面的真值表,在正常使用时SCLR为高电平, G为低电平。从SER每输入一位数据,串行输入时钟SCK上升沿有效一次,直到八位数据输入完毕,输出时钟上升沿有效一次,此时,输入的数据就被送到了输出端。入时钟SCK上升沿有效一次,直到八位数据输入完毕,输出时钟上升沿有效一次,此时,输入的数据就被送到了输出端。

其实,看了这么多595的资料,觉得没什么难的,关键是看懂其时序图,说到底,就是下面三步(引用):

第一步:目的:将要准备输入的位数据移入74HC595数据输入端上。
方法:送位数据到 P1.0。

第二步:目的:将位数据逐位移入74HC595,即数据串入
方法:P1.2产生一上升沿,将P1.0上的数据移入74HC595中.从低到高。

第三步:目的:并行输出数据。即数据并出
方法:P1.1产生一上升沿,将由P1.0上已移入数据寄存器中的数据
送入到输出锁存器。

说明: 从上可分析:从P1.2产生一上升沿(移入数据)和P1.1产生一上升沿
(输出数据)是二个独立过程,实际应用时互不干扰。即可输出数据的
同时移入数据。

而具体编程方法为

如:R0中存放3FH,LED数码管显示“0”

;*****接口定义:
DS_595 EQU P1.0 ;串行数据输入(595-14)
CH_595 EQU P1.2 ;移位时钟脉冲(595-11)
CT_595 EQU P1.1 ;输出锁存器控制脉冲(595-12)

;*****将移位寄存器内的数据锁存到输出寄存器并显示
OUT_595:
CALL WR_5

95 ;调用移位寄存器接收一个字节数据子程序
CLR CT_595 ;拉低锁存器控制脉冲
NOP
NOP
SETB CT_595 ;上升沿将数据送到输出锁存器,LED数码管显示“0”
NOP
NOP
CLR CT_595
RET

;*****移位寄存器接收一个字节(如3FH)数据子程序
WR_595:
MOV R4,#08H ;一个字节数据(8位)
MOV A,R0 ;R0中存放要送入的数据3FH
LOOP:
;第一步:准备移入74HC595数据
RLC A ;数据移位
MOV DS_595,C ;送数据到串行数据输入端上(P1.0)
;第二步:产生一上升沿将数据移入74HC595
CLR CH_595 ;拉低移位时钟
NOP
NOP
setb CH_595 ;上升沿发生移位(移入一数据)

DJNZ R4,LOOP ;一个字节数据没移完继续
RET

而其级联的应用
74HC595主要应用于点阵屏,以16*16点阵为例:传送一行共二个字节(16位)
如:发送的是06H和3FH。其方法是:
1.先送数据3FH,后送06H。
2.通过级联串行输入后,3FH在IC2内,06H在IC1内。应用如图二
3.接着送锁存时钟,数据被锁存并出现在IC1和IC2的并行输出口上显示。

编程方法:
数据在30H和31H中
;MOV 30H,#3FH
;MOV 31H,#06H

;*****接口定义:
DS_595 EQU P1.0 ;串行数据输入(595-14)
CH_595 EQU P1.2 ;移位时钟脉冲(595-11)
CT_595 EQU P1.1 ;输出锁存器控制脉冲(595-12)

;*****串行输入16位数据
MOV R0,30H
CALL WR_595 ;串行输入3FH
nop
NOP
MOV R0,31H
CALL WR_595 ;串行输入06H
NOP
NOP
SETB CT_595 ;上升沿将数据送到输出锁存器,显示
NOP
NOP
CLR CT_595
RET



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