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根据时序编程，单片机驱动74HC595实现数码管显示

时间：2020-11-09 13:33:36
关键字： 编程    数码管    单片机   
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[导读]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。

1. 数码管硬件设计
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)。写程序主要靠1、2条。下面具体操作。
4. 程序实例
看下面一段程序：

第39行：HC595_CLK(0)的原型如下：
HC595_CLK(0)是让CLK处于低电平，即上升沿还没有来到；
HC595_DAT(1)就是要把写入的数据准备好；
temp<<1是将数据移位，即一个字节分八次写入；
HC595_CLK(1)是让CLK处于高电平，即上升沿来了；
以上几句解释一下就是：
在CLK时钟上升沿来临之前把要写入的数据准备好，等上升沿来了就把准备好的数据写入。这就是对时序图的解释。
记住，这仅仅是把数据写入到了74HC595中，但是还没有让74HC595锁存，即没有让数据显示出来，如果让数据显示的话，必须要给RCK一个上升沿(即时序图中的第2条)，操作如下：

单片机执行完这个程序后，数据才会在数码管上显示出来。

这一节内容的难度较大，主要是因为时序图这个东西是很模糊的一个内容，大家可以慢慢理解体会。
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