单片机驱动芯片单片机驱动数码管设计详解(用74HC595实现)|产品概述|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

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：

SCK是上升沿的时候要把数据写入；

RCK是上升沿的时候数据才能锁存显示；

有数据操作的过程中RESET必须是高电平；

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。

本订阅号致力于单片机、ARM等嵌入式软硬件的设计经验分享，秉承“人人都是电子设计经验的分享者”的理念，成功路上不孤单，我们一起努力。公众号：micropoint8

数码管驱动芯片怎么使用？

这是74HC245芯片，它常用于电路中增加控制器的驱动能力。 如图1。

图1 74HC254芯片

单片机等微控制器的引脚拉电流能力一般在20mA左右，想要直接点亮数码管、显示屏等大功率显示器件则明显不够，这时，我们用一颗74 HC245芯片来增加单片机引脚的驱动能力。如图2。

图2 74HC245用于增加驱动能力

这颗芯片的引脚拉电流能够达到73-83mA。它的引脚有三种输出状态：高电平、低电平和高阻态。同时，有八路输入与八路输出，他的工作电压范围是3至5V。如图3。

图3 74HC245的性能

下面我们来依次分析其引脚的功能，这是它的原理图，第2-9脚也就是a0至a7，是芯片的输入或输出，第18至第11脚也就是b0-b7是芯片的输出或输入。第1脚DIR为方向控制引脚，当该引脚为高电平时，信号由a端为输入，b端输出；电平为低时，信号由b端输入，a端输出。第19脚OE是芯片使能引脚，也就是当引脚电平为低时，芯片才有输出，否则则为高阻状态。最后两只第10、20引脚是芯片的电源引脚。如图4。

图4 芯片的引脚说明

这是一颗stc单片机在驱动数码管时，74HC245芯片的使用方法。第19引脚接地，使能芯片。方向控制引脚接VCC，则A端输入、B端输出。如果我们把这两只引脚接入单片机的IO端口，则可以通过单片机来控制74HC245的使能及输出方向。这是单片机的八个输出引脚，也是这颗芯片的八个输入引脚，这里各接一只下拉电阻，保证芯片在没有工作时电位被稳定钳位在低电平。芯片的输出引脚直接连接数码管，这里每条线路串接了一只100Ω的电阻，这个电阻起限流的作用，根据负载的不同，我们选取不同阻值的电阻来进行限流。如图5