74HC595芯片实现原理及跑马灯数码管应用程序-----day2

article/2025/11/9 14:45:54

74HC595芯片应用-----day2
1.CMOS移位寄存器–74HC595
可串行输出控制下一级级联芯片。![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/2facff61a1d948d4a7c

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基础概念：
移位寄存器：什么是移位寄存器？
移位寄存器是存储单个数据字的同步器件，可以对这些位执行逻辑移位操作。逻辑移位将字的每个位向左或向右移动。空格通常用零填充
在这里插入图片描述
74HC595内部逻辑图如下所示：
左侧8个为移位寄存器，右侧为锁存寄存器。
SRa为上升沿D触发器，每个上升沿寄存器中的数据移动一位。下一次上升沿时会把上一次Q端的数据移动到第二个寄存器中。每次移动移位在CLK电平变化时。

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第一个上升沿完成后将数据输出到Q端，下一次上升沿时Q段的数据才会移动到第二个寄存器。依次进行。
MR（SCLR）是移位寄存器清零端。0时会将数据清0，发送数据时需要置高。
在这里插入图片描述
依次完成8位数据移动，Q7’级联下一级输出用原理相同，OE为数据输出使能，高电平有效。
STC为时钟控制，当8位数据或者16位数据发送完成后使能高电平完成整个数据发送流程。
级联如下图所示：

U17的SQH输出脚连接U13的A输入脚位上。
一次输入16位数据。
时序图如下所示：
在这里插入图片描述
级联后的HC595为最先接收发送数据的位置。占数组的第一位值即QA ，依次为QH/QG/QF/QE/QD/QC/QB/QA共8位前一级为QH/QG/QF/QE/QD/QC/QB/QA
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0x8000表示点亮第一个D9 ----- QH的灯。
QH/QG/QF/QE/QD/QC/QB/QA共8位前一级为QH/QG/QF/QE/QD/QC/QB/QA
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0x0100表示点亮第一个D2 ----- QA的灯。

程序如下：

sbit HC595_SCK = P0^5;
sbit HC595_RCK = P0^6;
sbit HC595_DATA = P0^7;code unsigned int Led8_One_Array[16] = {0x8000,0x4000,0x2000, 0x1000, 0x0800, 0x0400,0x0200,0x0100,0x0080,0x0040,0x0020,0x0010,0x0008,0x0004,0x0002,0x0001,};
void Send_Data(unsigned int Led8_One)
{ 	unsigned  char i;	HC595_RCK = 0;	   for(i = 0; i < 16;i ++){HC595_SCK = 0;if(0 != (Led8_One & 0x8000))  //0X80 = 0B1000 0000   二合一每个输入数据为16位数组。{HC595_DATA = 1;				   }else{HC595_DATA = 0;}Led8_One = Led8_One<<1;HC595_SCK = 1;	  }//	   for(i = 0; i < 8;i ++)
//	   {
//	      HC595_SCK = 0;
//	   	  if(0 != (Led8_Two & 0x80))  //0X80 = 0B1000 0000 
//		  {
//		     HC595_DATA = 1;
//		  }
//		  else
//		  {
//		     HC595_DATA = 0;
//		  }
//		 
//		  Led8_Two = Led8_Two<<1;
//		  HC595_SCK = 1; 
//	   }HC595_RCK = 1;              //发送一个16位数据后将数据输出到端口。
}void delay_1ms(int i)
{int j;for( ;i>0;i--){for(j = 0;j < 110;j++){}}
}void main()
{    unsigned char k; while(1){for(k = 0;k < 16;k ++){Send_Data(Led8_One_Array[k]); delay_1ms(1000);}    }  
}

上述程序可应用为数码管或者扩单片机IO扩展。数码管时需要级联。
流水灯，两边往中间跑，汇合后在往两边跑依次循环进行，纯属娱乐。
哈哈哈。有趣

unsigned  char j=0;
sbit HC595_SCK = P0^5;
sbit HC595_RCK = P0^6;
sbit HC595_DATA = P0^7;unsigned char k=0; 
code unsigned char Led8_One_Array[8] = {0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
code unsigned char Led8_One_Array2[8] = {0x80,0x40,0x20, 0x10, 0x08, 0x04,0x02,0x01};
void Send_Data(unsigned char Led8_One,unsigned char Led8_Two)
{ 	unsigned  char i;	HC595_RCK = 0;	   for(i = 0; i < 8;i ++){HC595_SCK = 0;if(0 != (Led8_One & 0x80))  //0X80 = 0B1000 0000 {HC595_DATA = 1;				   }else{HC595_DATA = 0;}Led8_One = Led8_One<<1;HC595_SCK = 1;	  }for(i = 0; i < 8;i ++){HC595_SCK = 0;if(0 != (Led8_Two & 0x80))  //0X80 = 0B1000 0000 {HC595_DATA = 1;}else{HC595_DATA = 0;}Led8_Two = Led8_Two<<1;HC595_SCK = 1; }HC595_RCK = 1;  
}void delay_1ms(int i)
{int j;for( ;i>0;i--){for(j = 0;j < 110;j++){}}
}void main()
{    while(1){if(k<8){for(k = 0;k < 8;k ++){Send_Data(Led8_One_Array[k],Led8_One_Array2[k]); delay_1ms(500);}j=k-1; }else{for(;j < 8;){  j --	;Send_Data(Led8_One_Array[j],Led8_One_Array2[j]); delay_1ms(100);if(j==0)break;} if(j==0) k=0;}}  
}

HC595驱动数码管：
数码管分类：数码管分为共阴极与共阳极两种。
在这里插入图片描述

内部原理如下图所示：

硬件设计部分如下：采用共阴极接法。

在这里插入图片描述

编码实现：
段编码：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0x3f 0x06 0x5b , 0x4f ,0x66 ,0x6d ,0x7d,0x07 0x7f 0x6f
A B C D E F 无显示 P
0x77 0x7c 0x39 0x5e 0x79 0x71 0x00 0x73
位编码：

在这里插入图片描述
数码管的工作方式有两种：
静态显示与动态显示方式。
静态显示：每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示的字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。静态显示成本高，硬件电路复杂。
动态显示方式：将所有数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。选亮数码管采用动态扫描显示。轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用使人感觉好像各位数码管同时都在显示。
设计思路：
1.确定位选显示的字符，编码方式。
2.确定要使能哪个段选。
3.送显示。

实现代码如下：

#include<reg52.h>code unsigned char ShU_Duan_Data[20] = {0x3f,0x06,0x5b ,0x4f ,0x66 ,0x6d ,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00,0x73  };//0-F  无显示  P
code unsigned char ShU_Wei_Data[8] = {0xFE, 0xFD, 0xFB, 0xF7, 0xEF, 0xDF, 0xBF, 0x7F};//位选择端sbit HC595_RCK = P1^0;
sbit hc595_SCK = P1^1;
sbit HC595_DATA = P1^4;void Delay_1MS(unsigned int i)
{unsigned char j;for(;i >0;i--){for(j=0;j < 110;j++);}
}void  Shu_Ma_Data(unsigned char Shu_Data_One,unsigned char Shu_Data_Two)
{unsigned char i;HC595_RCK = 0;for(i=0; i<8;i++){hc595_SCK = 0;if(0 != (Shu_Data_One & 0x80)){HC595_DATA = 1;    }else{HC595_DATA = 0;}Shu_Data_One = Shu_Data_One<<1;hc595_SCK = 1;   }for(i=0; i<8;i++){hc595_SCK = 0;if(0 != (Shu_Data_Two & 0x80)){HC595_DATA = 1;    }else{HC595_DATA = 0;}Shu_Data_Two = Shu_Data_Two << 1;hc595_SCK = 1;   }HC595_RCK = 1;}
//两路数码管分别控制显示
void display1(unsigned int data_s)
{unsigned char data_u,data_t,data_h,data_th;data_u=data_s%10;data_t = data_s/10%10;data_h = data_s/100%10;data_th = data_s/1000;Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[data_u],ShU_Wei_Data[3]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[data_t],ShU_Wei_Data[2]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[data_h],ShU_Wei_Data[1]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[data_th],ShU_Wei_Data[0]);	
}
void display(unsigned int data_s)
{unsigned char data_u,data_t,data_h,data_th;data_u=data_s%10;data_t = data_s/10%10;data_h = data_s/100%10;data_th = data_s/1000;Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[data_u],ShU_Wei_Data[7]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[data_t],ShU_Wei_Data[6]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[data_h],ShU_Wei_Data[5]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[data_th],ShU_Wei_Data[4]);	
}void display_none(void)
{Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[16],ShU_Wei_Data[3]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[16],ShU_Wei_Data[2]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[16],ShU_Wei_Data[1]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[16],ShU_Wei_Data[0]);Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[16],ShU_Wei_Data[7]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[16],ShU_Wei_Data[6]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[16],ShU_Wei_Data[5]);	Shu_Ma_Data(ShU_Duan_Data[16],ShU_Wei_Data[4]);	
}void main()
{unsigned int  k=100;display_none();    //清显示。while(1){display1(k);display(k+5);	k++;if(k>9999)k=0;Delay_1MS(3);}   
}
``
哈哈哈，就到这吧595可以灵活应用的。以上都已验证