74595的使用.doc

单片机与74LS595(8位输出锁存移位寄存器)的使用方法2009-04-12 13:5574595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。74595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置为低点平，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_595 ;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利用74HC595实现多位LED显示的新方法摘 要：本文介绍了应用移位寄存器芯片74HC595实现LED动、静态显示的基本原理。提出了一种用74HC595实现多位LED显示的新方法。同时对该系统的硬件组成和软件实现作了详细说明。实际应用表明，此方法连线简单方便，成本低廉，可用于24位LED或更多位LED显示。关键词：LED 74HC595 动态显示 静态显示 1 引言 单片机应用系统中使用的显示器主要有LED和LCD两种。近年来也有用CRT显示的。前者价格低廉，配置灵活，与单片机接口方便；后者可进行图形显示，但接口较复杂，成本也较高。LED(Ling Emiting Diode)是发光二极管的缩写。实际应用非常普遍的是八段LED显示器。LED显示器在大型报时屏幕，银行利率显示，城市霓虹灯建设中，得到广泛应用。在这些需要多位LED显示的场合，怎样实现系统稳定，价格低廉的显示，成为决定其成本的关键所在。 2 74HC595实现LED静、动态显示基本原理 74HC595是美国国家半导体公司生产的通用移位寄存器芯片。并行输出端具有输出锁存功能。与单片机连接简单方便，只须三个I/O口即可。而且通过芯片的Q7引脚和SER引脚，可以级联。而且价格低廉，每片单价为1.5元左右.2.1 静态显示 每位LED显示器段选线和74HC595的并行输出端相连，每一位可以独立显示(见图1)。在同一时间里，每一位显示的字符可以各不相同(每一位由一个74HC595的并行输出口控制段选码)。N位LED显示要求N个74HC595芯片及N+3条I/O口线，占用资源较多，而且成本较高。这对于多位LED显示很不利。2.2 动态显示 在多位LED显示时，为了简化电路，降低成本，节省系统资源，将所有的N位段选码并联在一起，由一片74HC595控制(见图2)。由于所有LED的段选码皆由一个74HC595并行输出口控制，因此，在每一瞬间，N位LED会显示相同的字符。想要每位显示不同的字符，就必须采用扫描的方法，即在每一瞬间只使用一位显示字符。在此瞬间，74HC595并行输出口输出相应字符段选码，而位选则控制I/O口在该显示位送入选通电平，以保证该位显示相应字符。如此轮流，使每位分时显示该位应显示字符。由于74HC595具有锁存功能，而且串行输入段选码需要一定时间，因此，不需要延时，即可形成视觉暂留效果。N位LED显示时，只需要一片74HC595即可完成，成本最低。但是，此种方法的最大弱点就是当LED的位数大于12位时，出现闪烁现象，这是所有动态LED显示方式共同的弱点。 3 多位LED显示方法的实现 图3 多位LED动态显示驱动电路连线图 为实现24位或更多位LED显示，本文提出了一种全新的方法。此方法结合了动态和静态显示的优点，可以说是两者的结合。连线图如图3所示。段选码由三片74HC595控制，段选数据由74HC595的SER引脚串行输入，由于输出使能时钟RCLK并接在一起，因此，三片74HC595并行输出端同时输出。而三个LED位选信号也并接在一起，因此，一次可以同时点亮三位LED。此过程类似于静态显示。每片74HC595并行输出端并接8位LED，用于扫描输出，此过程类似于动态扫描过程。此方法运用3片74HC595，n条位选信号，即可实现3n位LED显示。成本低廉，而且节省资源。此种方法实现多位LED显示程序框图为图4所示,MCU为89S52。 示例程序如下（24位LED显示）：4 结论 实践证明,此多位LED显示方法性能稳定,如再级联一片74HC595,在不需要增加I/O口线的情况下，即可实现32位LED显示。笔者做过48位LED显示，应稳定可靠。其中，部分注释是本人注的，大家讨论一下这个程序吧。 /* KS0108128*64LCDC语言驱动 参考ICCAVR资料和网上的资料改写 LCD引脚定义 1-GND 2-VCC 3-VLCD 4-D/I 5-R/W 6-E 7到14D0-D7 15-CS1 16-CS2 17-RESET 18-VEE 19-SW 20-NC */ #include #include /*当前行、列存储，行高16点，列宽8点*/ unsignedcharCurOffset,CurRow,CurPage,CurCol; /*常量定义*/ #defineLCD_STATUS_BUSY0x80 #defineSTART_LINE00xc0 #defineDISPLAY_ON0x3f #defineDISPLAY_OFF0x3e #definePARA10x40 /PORTA-数据口PORTB-控制口 #defineLCD_DIR_PORTDDRA #defineLCD_IP_PORTPINA #defineLCD_OP_PORTPORTA #defineLCD_EN_PORTPORTC #defineLCD_CS2_PORTPORTC #defineLCD_CS1_PORTPORTC #defineLCD_RW_PORTPORTC #defineLCD_DI_PORTPORTC #defineLCD_DI_BITBIT(7)/0x80 #defineLCD_RW_BITBIT(6)/0x40 #defineLCD_EN_BITBIT(5)/0x20 #defineLCD_CS1_BITBIT(4)/0x10 #defineLCD_CS2_BITBIT(3)/0x08 #defineSET_LCD_ELCD_EN_PORT|=LCD_EN_BIT/LCD使能 #defineCLEAR_LCD_ELCD_EN_PORT&=LCD_EN_BIT/LCD禁止 /以下可能出错，数据指令接口 #defineSET_LCD_DATALCD_DI_PORT|=LCD_DI_BIT/选择数据端口 #defineSET_LCD_CMDLCD_DI_PORT&=LCD_DI_BIT/选择指令端口 #defineSET_LCD_READLCD_RW_PORT|=LCD_RW_BIT/读模式 #defineSET_LCD_WRITELCD_RW_PORT&=LCD_RW_BIT/写模式 #defineSET_LCD_CS2LCD_CS2_PORT|=LCD_CS2_BIT/右屏选择禁止 #defineCLEAR_LCD_CS2LCD_CS2_PORT&=LCD_CS2_BIT/右屏选择使能 #defineSET_LCD_CS1LCD_CS1_PORT|=LCD_CS1_BIT/左屏选择禁止 #defineCLEAR_LCD_CS1LCD_CS1_PORT&=LCD_CS1_BIT/左屏选择使能 #defineLEFT0 #defineRIGHT1 #defineCMD0 #defineDATA1 voidLCD_BUSY(unsignedcharlr)/判断忙标志。 unsignedcharstatus; CLI(); if(lr=LEFT) /选择左半屏。 CLEAR_LCD_CS2;/cs2=0 SET_LCD_CS1;/cs1=1 else /选择右半屏。 SET_LCD_CS2;/cs2=1 CLEAR_LCD_CS1;/cs1=0 SET_LCD_CMD;/选择指令端口。 LCD_DIR_PORT=0x00;/数据口方向设置。 LCD_OP_PORT=0xff;/数据口输出高电平。 SET_LCD_READ;/读模式。 SET_LCD_E;/LCD使能。 asm(nop);asm(nop); asm(nop);asm(nop); while(LCD_IP_PORT)&LCD_STATUS_BUSY)/判断LCD是否忙。 CLEAR_LCD_E;/LCD禁止。 asm(nop);asm(nop); asm(nop);asm(nop); SET_LCD_E;/LCD使能。 asm(nop);asm(nop); asm(nop);asm(nop); CLEAR_LCD_E; SET_LCD_WRITE;/写模式。 LCD_OP_PORT=0xff;/写入显示RAM SEI(); voidwrite_LCD(unsignedcharlr,unsignedcharcd,unsignedchardata)/*写入指令或数据*/ CLI(); LCD_BUSY(lr); if(cd=CMD)SET_LCD_CMD; elseSET_LCD_DATA; SET_LCD_WRITE; SET_LCD_E; LCD_DIR_PORT=0xff; LCD_OP_PORT=data; asm(nop);asm(nop); asm(nop);asm(nop); CLEAR_LCD_E; LCD_OP_PORT=0xff; SEI(); unsignedcharread_LCD(unsignedcharlr)/*读显示数据*/ unsignedchardata; CLI(); LCD_BUSY(lr); SET_LCD_DATA; LCD_DIR_PORT=0x00; LCD_OP_PORT=0xff; SET_LCD_READ; SET_LCD_E; asm(nop);asm(nop); asm(nop);asm(nop); data=LCD_IP_PORT; CLEAR_LCD_E; SET_LCD_WRITE; LCD_BUSY(lr); SET_LCD_DATA; LCD_DIR_PORT=0x00; LCD_OP_PORT=0xff; SET_LCD_READ; SET_LCD_E; asm(nop);asm(nop); asm(nop);asm(nop); data=LCD_IP_PORT; CLEAR_LCD_E; SET_LCD_WRITE; SEI(); returndata; voidset_start_line_L(unsignedcharline)/*设置显示起始行*/0-63 write_LCD(LEFT,CMD,0xc0|line); voidset_start_line_R(unsignedcharline)/*设置显示起始行*/0-63 write_LCD(RIGHT,CMD,0xc0|line); voidset_page_L(unsignedcharpage)/*设置X地址设置页*/0-7 write_LCD(LEFT,CMD,0xb8|page); voidset_page_R(unsignedcharpage)/*设置X地址设置页*/0-7 write_LCD(RIGHT,CMD,0xb8|page); voidset_col_addr_L(unsignedcharcol)/*设置Y地址*/0-63 write_LCD(LEFT,CMD,0x40|col); voidset_col_addr_R(unsignedcharcol)/*设置Y地址*/0-63 write_LCD(RIGHT,CMD,0x40|col); voidinit_lcd(void)/*初始化函数*/ set_start_line_L(0);/*显示起始行为0*/ set_start_line_R(0);/*显示起始行为0*/ write_LCD(LEFT,CMD,DISPLAY_ON);/*开显示*/ write_LCD(RIGHT,CMD,DISPLAY_ON);/*开显示*/ voidclr_lcd(void)/*清屏函数*/ unsignedcharpages,i; for(pages=0;pages8;pages+) set_page_L(pages);/*X页地址*/ set_page_R(pages);/*X页地址*/ for(i=0;i64;i+) set_col_addr_L(i);/Y set_col_addr_R(i);/Y write_LCD(LEFT,DATA,0x0); write_LCD(RIGHT,DATA,0x0); /*/ /*绘点函数*/ /*/ voidpixel(unsignedcharxx,unsignedcharyy,unsignedcharflag) unsignedinty,ch; ch=yy%8;/余数 y=1; for(;ch!=0;) y=y*2; ch-; if(xx64) set_page_L(yy/8); set_col_addr_L(xx); ch=read_LCD(LEFT); set_col_addr_L(xx); if(flag) write_LCD(LEFT,DATA,ch|y); else y=y; ch&=y; write_LCD(LEFT,DATA,ch|y); else set_page_R(yy/8); set_col_addr_R(xx-64); ch=read_LCD(RIGHT); set_col_addr_R(xx-64); if(flag) write_LCD(RIGHT,DATA,ch|y); else y=y; ch&=y; write_LCD(RIGHT,DATA,ch|y); /ASCII字模宽度及高度 #defineASC_CHR_WIDTH8 #defineASC_CHR_HEIGHT12 typedefstructtypFNT_ASC16/*汉字字模显示数据结构*/ charIndex1; charMsk16; ; structtypFNT_ASC16constASC_16=/*显示为8*16Curier10常规*/ 1,0x00,0x00,0x08,0x08,0xFC,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x04,0x04,0x07,0x04,0x04,0x00, 2,0x00,0x00,0x08,0x04,0x84,0x44,0x38,0x00,0x00,0x00,0x06,0x05,0x04,0x04,0x04,0x00, 3,0x00,0x00,0x08,0x04,0x44,0x44,0xB8,0x00,0x00,0x00,0x02,0x04,0x04,0x04,0x03,0x00, 4,0x00,0x00,0x80,0x60,0x18,0xFC,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x05,0x07,0x05,0x00, 5,0x00,0x00,0x7C,0x44,0x44,0x44,0x84,0x00,0x00,0x00,0x02,0x04,0x04,0x04,0x03,0x00, 6,0x00,0x00,0xF0,0x48,0x44,0x44,0x80,0x00,0x00,0x00,0x03,0x04,0x04,0x04,0x03,0x00, 7,0x00,0x00,0x0C,0x04,0x84,0x64,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x06,0x01,0x00,0x00,0x00, 8,0x00,0x00,0xB8,0x44,0x44,0x44,0xB8,0x00,0x00,0x00,0x03,0x04,0x04,0x04,0x03,0x00, 9,0x00,0x00,0x38,0x44,0x44,0x44,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x04,0x04,0x02,0x01,0x00, 0,0x00,0x00,0xF8,0x04,0x04,0x04,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x03,0x04,0x04,0x04,0x03,0x00, .,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x06,0x06,0x00,0x00,0x00, :,0x00,0x00,0x00,0x0C,0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,0x03,0x00,0x00,0x00, ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, (,0x00,0x00,0x00,0xE0,0x18,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,0x0C,0x10,0x00,0x00, ),0x00,0x00,0x00,0x04,0x18,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x00, ; #defineASC_HZ_WIDTH12 /#defineASC_HZ_HEIGHT12 typedefstructtypFNT_GB16/*12*16汉字字模显示数据结构*/ charIndex2; charMsk24; ; structtypFNT_GB16constGB_16=/*宋体9小五显示为12*16*/ 液,0x19,0xE2,0x14,0x42,0xF2,0x2E,0x72,0x8F,0xAA,0x7A,0x02,0x00,0x01,0x07,0x00,0x00,0x07,0x04,0x04,0x02,0x01,0x02,0x04,0x00, 晶,0x00,0xC0,0x40,0x5F,0xD5,0x15,0xD5,0x55,0x5F,0x40,0xC0,0x00,0x00,0x07,0x05,0x05,0x07,0x00,0x07,0x05,0x05,0x05,0x07,0x00, 显,0x00,0x40,0x9F,0x15,0xD5,0x15,0xD5,0x15,0x1F,0xC0,0x00,0x00,0x04,0x04,0x05,0x04,0x07,0x04,0x07,0x06,0x05,0x04,0x04,0x00, 示,0x10,0x12,0x92,0x52,0x12,0xF2,0x12,0x12,0x53,0x92,0x10,0x00,0x02,0x01,0x00,0x04,0x04,0x07,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,0x00, 的,0xFC,0x44,0x46,0x45,0xFC,0x10,0x2C,0xC7,0x04,0x04,0xFC,0x00,0x07,0x02,0x02,0x02,0x07,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x03,0x00, 第,0x04,0xEA,0xAB,0xAE,0xAA,0xFC,0xAA,0xAB,0xAE,0xBA,0x82,0x00,0x04,0x04,0x02,0x01,0x00,0x07,0x00,0x02,0x02,0x02,0x01,0x00, 一,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x30,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 行,0x48,0x24,0xF3,0x08,0x09,0x09,0x09,0x09,0xF9,0x09,0x08,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x07,0x00,0x00,0x00, 二,0x00,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x06,0x04,0x00,0x00,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00, 三,0x00,0x02,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x23,0x02,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x06,0x04,0x00, 四,0x00,0xFF,0x81,0x41,0x3F,0x01,0x01,0xFF,0x81,0x81,0xFF,0x00,0x00,0x07,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x07,0x00, 五,0x00,0x11,0x11,0x91,0x7F,0x11,0x11,0x11,0xF1,0x01,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x07,0x04,0x04,0x04,0x04,0x07,0x04,0x04,0x00, ; unsignedcharGetPage(void)/*得到当前页*/ returnCurPage; unsignedcharGetCol(void)/*得到当前列*/ returnCurCol; voidSetPageCol(unsignedcharupage,unsignedcharucol)/*设置液晶的页和列*/ CurPage=upage; CurCol=ucol; if(ucol64) set_page_L(upage); set_col_addr_L(ucol); else set_page_R(upage); set_col_addr_R(ucol-64); /*设置当前显示的页和列*/ voidSetRowCol(unsignedcharurow,unsignedcharucol) unsignedcharpage; CurRow=urow; CurCol=ucol; switch(urow) case1: page=0; CurOffset=1; break; case2: page=1; CurOffset=2; break; case3: page=3; CurOffset