关于单片机的一些小实验_04利用IO口线模拟同步串口驱动74HC595控制八个LED灯花样显示

一不用单片机串口电路原理图：C程序：#include<reg51.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit QS=P2^0; // 串行数据输入端sbit shuchu=P2^1; // 存储寄存器脉冲输入sbit yiwei=P2^2; // 移位寄存器脉冲输入sbit Q1=P2^3; //38译码器输入选择sbit Q2=P2^4;sbit Q3=P2^5;uchar shuma[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=120;y>0;y--);}void wei(uchar z) //数码管位选择{Q1=z&0x01;Q2=(z>>1)&0x01;Q3=(z>>2)&0x01;}void display(){uchar i,j,temp;for(i=0;i<8;i++){wei(i);temp=shuma[i];for(j=0;j<8;j++){QS=temp&0x80;yiwei=0;yiwei=1;temp=temp<<1;}shuchu=0;shuchu=1;delay(2);for(j=0;j<8;j++) //消影{QS=1;yiwei=0;yiwei=1;}}}void main(){while(1){display();}}二用单片机串口（P3^0和P3^1）电路原理图：C程序：#include<REG51.H>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char//sbit QS=P3^0; // 串行数据输入端sbit shuchu=P3^2; // 存储寄存器脉冲输入//sbit yiwei=P3^1; // 移位寄存器脉冲输入sbit Q1=P3^3; //38译码器输入选择sbit Q2=P3^4;sbit Q3=P3^5;uchar shuma[]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09};/*由于串口发送是由低向高发送，所以得把数码从高低位调换如‘0’码为0xco 11000000换为00000011 0x03*/void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=120;y>0;y--);}void wei(uchar z) //数码管位选择{Q1=z&0x01;Q2=(z>>1)&0x01;Q3=(z>>2)&0x01;}void display(){uchar i;for(i=0;i<8;i++){wei(i); //选择数码管位SBUF=shuma[i]; //向串口缓冲寄存器中存入数据while(!TI); //等待发送完成TI=0; //清楚发送完成标志shuchu=0; //输出shuchu=1;delay(2);SBUF=0xff; //消影while(!TI);TI=0;}}void main(){/*单片机上电后默认为串口方式0，所以不需要设置串口模式*/ // EA=1; //开总中断// ES=1; //开串口中断// IE=0x90;/*SM0=0; //选择串行工作模式0SM1=0;*/// TCON=0x00;// TI=0;while(1){display();}}。

基于proteus的51单片机仿真实例七十五、串入并出芯片74HC595应用实例标签: proteus单片机实例芯片应用2010-02-24 00:331、本例中利用一片595控制一个数码管显示。

实现了利用3个IO口控制8位数据的输出2、74HC595的控制端口：1）SH_CP（11脚）：移位时钟脉冲输入端。

在上升沿时移位寄存器将数据移位2)DS（14脚）：串行数据输入端。

本例通过移位运算将每次移位的数据送到PWD寄存器的进位标志位CY，CY再将值传递给DS引脚，8次移位后完成一个字符的串行传送。

3)ST_CP（12脚）：锁存脉冲控制端，在上升沿时移位寄存器的数据被传入存储寄存器，这时如果OE端为低电平，传入存储器的数据会直接输出到输出端Q0-Q7。

本例在一个字节的移位操作完成后，通过在ST_CP端产生一个上升沿将数据送出。

4)/MR（10脚）：低电平时将移位寄存器数据请0.一般情况下接VCC5)/OE（13脚）：高电平时输出端禁止输出（高阻态）。

低电平时允许数据输出使用74HC595的优点是能锁存数据，这样在移位过程中可以保持输出端的数据不变。

而74HC164则没有这种功能。

//利用74HC595实现端口扩展#include <reg51.h> // 寄存器头文件包含#include <intrins.h> // 空操作函数，移位函数头文件包含sbit SH_CP = P2^0; //移位时钟脉冲端口sbit DS = P2^1; // 串行数据输入端口sbit ST_CP = P2^2; //锁存端口unsigned char temp;unsigned char code disp_buff[] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //数码管段码表//延时函数void delayms(unsigned int x){unsigned char i;while(x--){for(i = 0;i < 120;i++);}}//串行输入函数void input_595(void){unsigned char i;for(i = 0;i < 8;i++){temp <<= 1; // 数据移位DS = CY; //产生一个时钟上升沿，使数据移位SH_CP = 1; //_nop_();_nop_();SH_CP = 0;}}//数据并行输出函数void output_595(void){ST_CP = 0; // 锁存器端口产生一个上升沿，将数据输出_nop_();ST_CP = 1;_nop_();ST_CP = 0; //锁存数据}//void main(void){unsigned char i;while(1){for(i = 0;i < 10;i++){temp = disp_buff[i]; //数码管显示input_595(); //将一个字节的数据串行输入595output_595(); //595移位寄存器数据传输到存储寄存器，并输出到数据端口 delayms(500);}}}3、在keil c51中新建工程ex63，编写如下程序代码，编译并生成ex63.hex文件4、在proteus中新建仿真文件ex63.dsn，电路原理图如下所示5、将ex63.hex文件载入at89c51中，启动仿真，按动拨码开关，观察运行结果。

2020年第4期信息与电脑China Computer & Communication软件开发与应用74HC595芯片对单片机IO 口的扩展原理与应用杨恒敏（江苏联合职业技术学院扬州分院，江苏 扬州 225003）摘 要：单片机在使用过程中存在IO 端口有限的性能缺陷，笔者针对利用74HC595芯片扩展单片机IO 口的基本原理进行了详细分析，围绕流水灯效果、电子游戏扑克机、16×32LED 点阵显示器3个层面，探讨了单片机IO 口扩展的具体设计方案与实现路径，以期为顺利解决单片机IO 口紧缺问题提供借鉴。

关键词：74HC595芯片；单片机；IO 口扩展中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2020）04-120-03Expanding Principle and Application of 74HC595 Chip to IO Port of SingleChip MicrocomputerYang Hengmin(Yangzhou Branch of Jiangsu Union Technical Institute, Yangzhou Jiangsu 225003, China)Abstract: There are limited performance defects of IO ports in the use of single-chip microcomputers. This article analyzesthe basic principles of using 74HC595 chip to expand the single-chip IO ports. At the level, the specific design scheme and implementation path of the expansion of the IO port of the single-chip microcomputer are discussed, in order to provide a reference for the smooth solution of the shortage of the IO port of the single-chip microcomputer.Key words: 74HC595 chip; single chip microcomputer; IO port expansion0 引言当前在使用单片机的过程中常面临IO 端口紧缺的问题，74HC595芯片作为一种通用位移缓存器，可实现8位串行输入/输出或并行输出，其电路连接方式与代码编程较为简单、驱动能力较强，并且凭借存储寄存器可保障在移位过程中并排输出端口数据不变，易于实现对单片机IO 口的扩展，具备良好的应用价值。

最详细的74HC595芯片使用方法介绍2010-01-17 00:07:05 来源： 电子工程师论坛Arduino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。

74hc595的用法-回复74HC595是一种串行输入/并行输出的8位移位寄存器，被广泛应用于数字电路和嵌入式系统设计中。

它是通过串行数据输入的方式将数据存储在内部的8位移位寄存器中，并且可以通过并行输出的方式将数据输出到8个输出引脚上。

本文将一步一步回答有关74HC595的用法。

第一步：了解74HC595的引脚功能74HC595一共有16个引脚，每个引脚都有特定的功能。

以下是74HC595引脚的功能解释：- SER（Serial Data Input）：串行数据输入引脚，用于输入要存储的数据。

- SRCLK（Shift Register Clock Input）：移位寄存器时钟输入引脚，通过上升沿或下降沿的时钟信号，将串行输入的数据存储到移位寄存器中。

- RCLK（Register Clock Input）：寄存器时钟输入引脚，通过上升沿或下降沿的时钟信号，将移位寄存器中的数据并行输出到输出引脚上。

- OE（Output Enable）：输出使能引脚，通过控制该引脚的高低电平，可以使输出引脚处于高阻态或工作态。

- STCP（Storage Register Clock Input）：存储寄存器时钟输入引脚，通过上升沿或下降沿的时钟信号，将移位寄存器中的数据存储到存储寄存器中。

- SHCP（Shift Register Clock Input）：移位寄存器时钟输入引脚，通过上升沿或下降沿的时钟信号，将存储寄存器中的数据并行输出到输出引脚上。

- Q0-Q7（Parallel Data Outputs）：并行数据输出引脚，通过并行方式输出存储在移位寄存器中的数据。

第二步：连接74HC595到微控制器为了正确使用74HC595，需要将其连接到微控制器或其他数字电路中。

以下是连接74HC595到微控制器的步骤：1. 将74HC595的VCC引脚连接到微控制器的电源引脚，并确保电压匹配（一般为5V）。

2. 将74HC595的GND引脚连接到微控制器的地引脚。

单⽚机驱动数码管设计详解（⽤74HC595实现）简单设计了⼀个单⽚机驱动数码管的电路，该设计中只使⽤了4位数码管，占⽤了单⽚机3个IO⼝，如果驱动芯⽚全⽤满可以驱动8位数码管。

仅供初学者分享学习。

1. 数码管显⽰设计本设计使⽤了⼀个4位的数码管，为共阳型，为了节省单⽚机的IO⼝，使⽤了两⽚74HC595作为数码管的驱动芯⽚，共占⽤3个IO⼝。

74HC595部分电路图如下：与单⽚机相连接的三个脚分别为：HC_DAT,HC_RCK,HC_CLK。

两⽚595采⽤级联⽅式，即U2的第9脚接到U3的第14引脚。

2. 74HC595简介74HC595是8位的移位寄存器，串⼊并出，并具有锁存功能，被⼴泛的⽤于数码管、点阵的驱动电路中。

其管脚介绍如下：15：数据输出A-接数码管数据A段；1：数据输出B-接数码管数据B段；2：数据输出C-接数码管数据C段；3：数据输出D-接数码管数据D段；4：数据输出E-接数码管数据E段；5：数据输出F-接数码管数据F段；6：数据输出G-接数码管数据G段；7：数据输出H-接数码管数据H段；16：电源正脚-接电源正；8：电源负脚-接电源负；14：数据输⼊脚-接单⽚机管脚；12：数据锁存时钟-接单⽚机管脚；11：数据输⼊时钟-接单⽚机管脚；13：使能输出脚-低电平有效，接低电平；10：数据清零-不清零，接⾼电平；9：数据级联输出-接下⼀⽚595的数据输⼊脚；74HC595的真值表如下：知道了74HC595的引脚定义和真值表，那该如何编程呢？下⾯重点来了，通过时序图来编程。

看重点！！！3. 74HC595时序图我是重点！我是重点！我是重点！通过时序可以看出：1. SCK是上升沿的时候要把数据写⼊；2. RCK是上升沿的时候数据才能锁存显⽰；3. 有数据操作的过程中RESET必须是⾼电平；4. EN必须是低电平，595才能⼯作；知道了以上4点就可以写程序了。

其中3、4条是硬件连接上的事情(也可以⽤单⽚机的IO⼝来连接，这样的话可以随时控制74HC595的⼯作与否情况)。

74HC595 芯片的应用实例
在学习51 单片机控制LED 点阵的时候碰到74HC595 芯片，大学学的数电知识忘了差不多了，就在网上搜了一些资料，看到这篇写的不错，把大部分文章转过来，最后面是我的开发板里的程序资料。

下面是正文：
这个夏季学习semiok 同学自己动手焊接了一个LED 显示屏，MCU 用的是ATmega16，实现字幕的滚动显示，由于成本问题，只做了16*64 大小的，也就只能显示4 个中文汉字，这是研究显示驱动的时候找到的关于74HC595 的资料，有时间就把所有制作过程放上来。

正面样子还行
背面惨不忍睹
74HC595 同数据相关的引脚可以分为三类：
SDI：串行数据输入，接单片机的某个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。

74hc595驱动led点阵原理及74HC595在8x8LED点阵中的应用74HC595工作原理只有1个移位寄存器，但有1+8个，共9个锁存器。

其中第1个锁存器可以理解为中转前置锁存器，它并没有连接Q0-Q7，后面8个锁存器连接了Q0-Q7。

当第1次SCK和LCK时，移位寄存器中=第1位数据，前置锁存器=第1位数据。

但是并没有进入到Q0-Q7所对应的锁存器当中去。

Q0到Q7=NON。

当第2次SCK和LCK时，移位寄存器中=第2位数据，前置锁存器=第2位数据。

同时前置锁存器把之前的第1位数据才更新到Q0对应的锁存器当中去。

此时Q0=第1位。

Q1到Q7=NON。

当第3次SCK和LCK时，移位寄存器中=第3位数据，前置锁存器=第3位数据。

同时前置锁存器把之前的第2位数据才更新到Q0对应的锁存器当中去，Q0把之前的第1位数据给Q1，此时Q0=第2位。

Q1=第1位。

Q2到Q7=NON。

当循环8次后（给出8个SCK和8个LCK后），移位寄存器中=第8位数据，前置锁存器=第8位数据。

但Q0-Q6里分别对应第7位-第1位数据，第8位数据并没有更新到Q0，同时Q7=NON。

这就是为什么给出循环8次的程序，总是不能显示第8位数据的原因。

因此要全部显示8位，需要再多给一次SCK和LCK。

那么问题来了，最后给这次SCK和LCK，全部显示8位了。

但是：移位寄存器和前置锁存器中又锁定了8位之外的第9位无用数据。

那么我们就可以用到SCLR(10脚)了。

给SCLR一个下降沿就可以了。

这个下降沿同时清空移位寄存器和前置锁存器。

但并不立即生效！只有产生下一个SCK时，才生效。

所以，SCLR时,前置锁存器和Q0-Q7锁存器依然锁定的是原来的数据，直到下一个SCK 之前，不会改变输出内容。

而等我们下一次再传送一个新的8位数据时，在第一个SCK的时候，SCLR生效之后才接收新数据，因为不会影响接收新数据。

这个过程我称之为“收口操作“。

74HC595在【8x8LED点阵】中的应用每个灯就相当于坐标图中的一个点，具有唯一独特的坐标位置，这样就可以通过引脚的信号来控制每个灯的关和开col管脚连接的是P0的八个引脚，row管脚连接的是595的八位并行输出端。

74hc595 工作原理
74HC595是一种集成电路芯片，它提供了一个8位的移位寄存器和一个串行输入/串行并行输出功能。

该芯片的工作原理如下：
1. 时钟信号：74HC595通过外部提供的时钟信号进行工作。

时钟信号用于同步数据的移位操作。

2. 数据输入：通过串行输入引脚SER输入数据。

当时钟信号的上升沿到达时，输入数据被移入移位寄存器中的第一个位。

之后，每个时钟信号的上升沿，数据将向左依次移位，直到移位寄存器中的最后一个位。

3. 移位寄存器：移位寄存器是由8个触发器组成，每个触发器都可以存储一个位的值（0或1）。

在数据输入完成后，每个触发器存储了相应的数据位。

4. 数据输出：在并行输出模式下，通过并行输出引脚Q0-Q7输出存储在移位寄存器中的数据。

这意味着可以同时输出8个位的数据。

在串行输出模式下，通过引脚Q7'S（又称为Q7'引脚）输出最后一个位的数据。

5. 存储寄存器：存储寄存器用于保存通过移位寄存器移入的数据，以便在输出时能够固定显示。

通过上述过程，74HC595实现了将串行输入的数据移位并以
并行输出的形式存储，从而实现数据的并行输出。

这使得它在需要同时控制多个设备的应用中非常有用，如LED显示、数码管、驱动器等。