74HC595驱动两位数码管

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1、在前文讲述1位LED数码管显示的基础之上，本文进一步介绍2位LED数码管的工作原理及用法。1.12位LED数码管工作原理与1位数码管不同的是,2位数码管显示时要进行位选。如图1.2所示，公共脚10决定位DIG1是否有效，公共脚5决定位DIG2是否有效。图1.1与图1.2显示了2位数码管引脚分布和内部电路设计。其中笔段分布如图1.1所示，引脚对应笔段分布如图1.2所示。A图1.12位数码管笔段DIG15IDIG2*-aTbcdefgopDPDIG1DIG2*a|bCDe|Fg|dpabcdefgdp图1.22位数码管引脚图2位数码管引脚分如：1) 公共脚：10、5；2) DIG:A-3B-9C-

2、8D-6E-7F-4G-1DP-2。1.274HC595简介74HC595是一款具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能的驱动芯片。移位寄存器和存储器分别具有独立的时钟信号。数据在SHCP勺上升沿输入，在STCP的上升沿进入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（DS，和一个串行输出（Q7），和一个异步的低电平复位（MR，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能0E时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。Qi1II6215QaOj3卫8a413|淀7HC595a611|SHoQtJ_IQMRGND89I

3、ar图1.374HC595引脚图74HC595引脚排布如图1.3所示，引脚功能见表1.1。表1.174HC595引脚功能引腳名称引腳号功越jq-a15,1-7井行数据输岀口，即靖奇存器的数据输出口GND3接地39串行输出口nMR10芯片复位谛C低电平有效）SHCP11移位寄存器的时钟脉冲输入口STCP12存储寄存器的时钟脉神输入口nOE13输出使能端（低电平有效）氏14串行数据输入端vcc16电源1.3硬件电路设计设计原理本设计采用LPC2103自带的硬件SPI接口与74HC595进行数据传输。74HC595将LPC2103发送过来的8位串行数据转换成8位并行数据来驱动2位共阳数码管。与1位数

4、码管类似，2位LED数码管的输入端在5V电源或高于TTL高电平（3.5V）的电路信号相接时，一定要串加限流电阻，以免损坏器件。如图1.4所示2位数码管设计原理图。位选控制脚如表1.2所示。由于本设计采用共阳数码管，所以2位数码管位选引脚选择用LPC2103的P0.8与P0.9控制。当P0.8输出高电平（3.3V）时，位选coml有效，即LED1选通;当P0.9输也高电平（3.3V）时，位选com2有效，即LED2选通。表1.22位数码管位选控制V-R4W43Q1O28中mcmb74HC595U1VOO3L3VVDO33.VLPC2103PO.Scom1P09也选00无J01LED210LED1

5、11LED1,LED2图1.42位共阳数码管设计原理图元器件选择由于现在市场上所卖的74HC595大多都为贴片式S016,为了便于学习者在多功能板上焊接，在本设计中选用贴片转直插的S016PACK板实现贴片转直插功能。当然，学习如果能买到直插式74HC595芯片那就更好，直接把直插式74HC595焊在多功能板上即可。对于数码管的选择，学习者可自由选择，共阳共阴都可以。如果选择共阴2位数码,硬件电路的极性刚好与本设计相反。限流电阻选择直插式470欧左右即可，保证不烧坏数码管即可，建议选择470欧。表1.3元器件选择列表数虽74HC595D74HC595D(SO16)片贴片转宜插PACKS0P16

6、1片共阳数玛管GEM31BE亍470Et名只单排插针和插座-若干多功能饭-布局由于2位数码管与1位数码管在硬件上仅多了位选引脚，因此分析2位数码管的原理图及各元器件的布局与走线，与上节讲的1位数码管类似。在本设计中为了走线方便，降低学习者的焊接难度，2位数码管与74HC595采用自由连接方式如图1.5所示。当然，这样做会增加软件设计的工作量，后面会做说明。?小贴士：学习者不一定按照本设计所采用的自由连接方式，可具体根据自己所选元器件规格及电路原理来设计连接方式。总之，不管采用哪种走线方式尽量保证走线方便，焊接容易，使最终效果简单美观大方即可。com1P0.8com2O1vccQ003ex04O

7、0EgSTcp06SHcp07MRGND07-图1.5自由连接焊接按照图1.5所示自由连接方式进行焊接，就会避免在走线中使用交叉线的麻烦，从而使整个板子焊接完成没有使用一根跳线，并采用“拖锡”的方式连线，简单美观。焊接完成最终效果如图1.6所示。?小贴士：如果学习者实在不能保证最终效果美观大方，最好在焊接之前模拟“万能板”在草稿纸上画出走线路径，这样避免在实际焊接过程中走交叉线，尽可能保证走线的简单美观，从而给人一种赏心悦目的感觉。93T丄母总旳砂0$6MH般？ijsyc-Q/*1饥矽:图1.6完成效果1.7所示。整体效果如图V图1.7整体效果图1.4程序设计段码表生成1.5所示），所以段码前

8、面电路设计时，数码管和74HC595采用自由连接的方式（如图不能采用标准段码，需另行设计。下面介绍一种生成段码表的简单方法。测试步骤一首先发送字符0x7F，参考代码如下文所示。MSPI_SendData(0x7F);实验现象：数码管笔段a被点亮。实验现象分析：当向74HC595发送0x7F时，Q0引脚输出低电平，Q1Q7输出高电平。可以得出Q0引脚在硬件上对应数码管笔段a，低电平驱动数码管笔段发光。测试步骤二发送字符0xF7，更改上文代码为：MSPI_SendData(0xF7);实验现象：数码管笔段a熄灭，笔段b被点亮。实验现象分析：当向74HC595发送0xF7时，Q1引脚输出低电平，Q0

9、Q2Q7输出高电平。从而可以判断出Q1引脚硬件上对应数码管笔段b,低电平驱动笔段发光。测试步骤三在了解如何驱动a、b笔段发光的基础之上，更改测试字符，依次向74HC595发送OxFB、OxFE、OxFDOxBF、OxEF、0xDF六个数据，即可分别点亮c、d、e、f、g、dp六个笔段。测试结论参考以上测试方法，用户在不清楚硬件电路连接的情况下，逐次向74HC595发送测试数据，即可理清74HC595引脚与数码管笔段的对应关系。同时，也可得出数码管笔段与测试字符的对应关系，如表1.4所列。表1.4段码表数值笔段白段b段d段e段f股g段d口段数值(h7FQxF7OiFBOiFEOxFDOiBFOx

10、EFOxDF为了在7端数码管显示数字或者字符，控制器送出的字符需要进行转换，真值表的计算如表1.4所列。表中列出了7段数码管上能够显示的常用字符的真值表。如果用户需要显示其它字符，可根据表1.5所示的方法设置。从而导致段码表和数码?小贴士：由于不同的硬件电路，段码表的测试数据有所区别,管真值表不一样，但笔段测试方法与数码管真值表生成原理是相同的。表1.5七段共阳数码管真值表74HC595666OiQdftgfdpgbced也Sit?时Bit401t2B(ttBrtO0001i0000301111i0011F3201001006430I100010624I0100011A350010I0102h

11、60I0100P02S70I11Q01173S00100000209Q010001022b10101000ASC0011110103Ca111PQc0PQ0EDE00i011001CF0010000121L10j111D0BCP00101101ID本示例程序使用LPC2103的硬件SPI接口，设置LPC2103为SPI主机模式，与74HC595进行通讯。SPI初始化见程序清单1.1o程序清单1.1SPI初始化程序戶74HC595片Ji茸裁*/SPT_5PDR-daMFMuM05H_SFSR0x3O).IOSET-HC595:S.-KferetuniiSP_SPDF.戶写入待散送皈誉*/严寻持S

12、PIF置位即觀嶠樓送花半*/户74HC595片遠无效*/时函數名称:*函敷功童:躺化SPI整口-设置为主机*入口参数:无*出口邺数：无*4鼻耳靱举样6冷卓样+*#+-*44+*+*H!+*+*-*+*+-*-#*+*4f4+voidMSPl_lmt(void)PINSELO=(PTNSELD&WCH3F8)1(0il5曲f设晋昔JW理接SPI*/SPCCR-0x081严*/SPCR(03)|rCPHA-0,致16在SCK的第亠*/戶*/(14)|戶CPOL-l,SCK舛低有述*/(15)1r*MSTR-1JP1处于主榄式(oe)i严LSBF-0.SPI利据传啊MSB*/*血亚先*/(o吐rSP

13、JE-0hSPI中断愤藕止*/LPC2103通过硬件SPI接口把数据发送给74HC595数据发送程序见程序清单1.2。程序清单1.2数据发送程序*：MSH.SendlW)*師談勒誉：高SH总魅送数基*入口绅：血砒送出口丰超：逅回頤尢读担旳列庭uitiEMZFj_ZertdEi.iiiijrntSilstj.(IOCLR-HC595_CSi数码管显示试验现象：数码管循环显示数字099参见程序清单1.3main函数程序清单1.3main函数defineHC595CS17defineCOMI18defineCOM219戶P07口作为SSP从胭片选/户P08位遶COMIr戶P09位也COM2/4mDi

14、sData10位对应数吗管旻示数字04/uht32uiDisDaU10OxSOQxFSOxOWZOxAS.OiZAQxK.OxTMOfx22.函数名称：xn&m”函数功16:SP!做主机7HC595做从机进行数据遇信在2位数码首循环扫蠢显示数字S99门入口参数:无”出口多数：无“送回值:无mtmain(void)Ge=0;umt32uiShi=0;xxmt32uiNum0;PINSELD=PINSELO&OxflltOffT.IOODIR|-HC595_CS|C5OM11COM2,IOOSET-HC595.CS|COMI|COM2,MSPnniiO,r*循环扫总显示数TO-99*/while(1)(if(uiNum99)mNrnn-0;)uiGemNum%10;IOOSET-COM2;IOOCLR-COM1;MSPISendDda(uiDisD99复位从0开贻目加勺/*COM2位有效*/户延时1-2毫秒r户COM2位有效VDehyNS(12);uiNunrH*,return0;户砥时h2芸秒/DebyNSGR;mNum+return0;)戶伽12湮砂/