移位寄存器芯片74HC595實現(xiàn)LED動

1、移位寄存器芯片74HC595實現(xiàn)LED動、靜態(tài)顯示的基本原理2010-01-16 23:44:27 來源：電子工程師論壇摘 要：本文介紹了應(yīng)用移位寄存器芯片74HC595 實現(xiàn)LED動、靜態(tài)顯示的基本原理。提出了一種用 74HC595 實現(xiàn)多位LED顯示的新方法。同時對該系統(tǒng)的硬件組成和 軟件實現(xiàn)作了詳細說明。實際應(yīng)用表明，此方法連線簡單方便，成本低廉，可用于24位LED或更多位 LED 顯示。關(guān)鍵詞：LED 74HC595動態(tài)顯示靜態(tài)顯示1引言單片機應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有LED和LCD兩種。近年來也有用 CRT顯示的。前者價格低廉，配置靈活，與單片機接口方便；后者可進行圖形顯示， 但接

2、口較復雜， 成本也較高。LED(Ling EmitingDiode)是發(fā)光二極管的縮寫。實際應(yīng)用非常普遍的是八段LED顯示器。LED顯示器在大型報時屏幕，銀行利率顯示，城市霓虹燈建設(shè)中，得到廣 泛應(yīng)用。在這些需要多位LED顯示的場合，怎樣實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定，價格低廉的顯示，成為決定其成本的關(guān)鍵所在。2 74HC595 實現(xiàn)LED靜、動態(tài)顯示基本原理74HC595是美國國家半導體公司生產(chǎn)的通用移位寄存器芯片。并行輸出端具有輸 出鎖存功能。與單片機連接簡單方便，只須三個I/O 口即可。而且通過芯片的 Q7引腳和S ER引腳，可以級聯(lián)。而且價格低廉，每片單價為1.5元左右.2.1靜態(tài)顯示prLoaHHW

3、0?疋_1誌LB (J 5的忙Ij:-07O 忙UJWJO(H5707pm 'P1.1 >M2 >ffi 1 LED靜態(tài)顯示呃動由牆崖純圖每位LED顯示器段選線和74HC595 的并行輸出端相連，每一位可以獨立顯示（見圖1）。 在同一時間里，每一位顯示的字符可以各不相同（每一位由一個74HC595 的并行輸出口控制段選碼）。N位LED顯示要求N個74HC595 芯片及N+3條I/O 口線，占用資源較多，而且成本較 高。這對于多位 LED顯示很不利。2.2動態(tài)顯示BITnULI7Xias rt山 s圈2 LED動態(tài)顯示驅(qū)動電路連魁在多位LED顯示時，為了簡化電路，降低成本，節(jié)

4、省系統(tǒng)資源，將所有的N位段選碼并聯(lián)在一起，由一片 74HC595 控制（見圖2）。由于所有LED的段選碼皆由一個 74HC59 5并行輸出口控制，因此，在每一瞬間，N位LED會顯示相同的字符。想要每位顯示不同的字符，就必須采用掃描的方法，即在每一瞬間只使用一位顯示字符。在此瞬間，74HC595并行輸出口輸出相應(yīng)字符段選碼，而位選則控制I/O 口在該顯示位送入選通電平，以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位分時顯示該位應(yīng)顯示字符。由于74HC595 具有鎖存功能，而且串行輸入段選碼需要一定時間，因此，不需要延時，即可形成視覺暫留效果。N位LED顯示時，只需要一片 74HC595 即可完成，成本

5、最低。但是，此種方法的最大弱 點就是當LED的位數(shù)大于12位時，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，這是所有動態(tài)LED顯示方式共同的弱 點。74HC595 具有一個8位串行輸入并行輸出的移位寄存器和一個8位輸出鎖存器。；74HC595 走馬燈演示程序SDATA_595EQUP1.0;串行數(shù)據(jù)輸入SCLK_595EQUP1.1;移位時鐘脈沖RCK_595EQUP1.2;輸出鎖存器控制脈沖ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV SP,#60HMOV R0,#0FEHMAIN1:CALL OUT_595CALL DELAYMOV A,R0RL AMOV R0,AJMP MAIN1;輸出鎖存

6、器輸出數(shù)據(jù)子程序OUT_595:LCALL WR_595CLR RCK_595NOPNOPSETB RCK_595；上升沿將數(shù)據(jù)送到輸出鎖存器NOPNOPNOPCLR RCK_595RET；移位寄存器接收數(shù)據(jù)子程序WR_595:MOV R4,#08HMOV A,R0WR_LOOP:RLC AMOV SDATA_595,CSETB SCLK_595;上升沿發(fā)生移位NOPNOPCLR SCLK_595DJNZ R4,WR_LOOPRET;延時子程序DELAY:MOVR5,#03HDELO:MOVR6,#0FFHDEL1:MOVR7,#0FFHDJNZR7,$DJNZR6,DEL1DJNZR5,DE

7、L0RETEND3多位LED顯示方法的實現(xiàn)ECMUGTH.InaQTE?MJclr圖3多位LED動態(tài)顯示驅(qū)動電路連線圖為實現(xiàn)24位或更多位LED顯示，本文提出了一種全新的方法。此方法結(jié)合了動 態(tài)和靜態(tài)顯示的優(yōu)點，可以說是兩者的結(jié)合。連線圖如圖3所示。段選碼由三片 74HC595控制，段選數(shù)據(jù)由74HC595的SER弓I腳串行輸入，由于輸出使能時鐘 RCLK并接在一 起，因此，三片74HC595 并行輸出端同時輸出。而三個LED位選信號也并接在一起，因此，一次可以同時點亮三位LED。此過程類似于靜態(tài)顯示。每片74HC595 并行輸出端并接8位LED，用于掃描輸出，此過程類似于動態(tài)掃描過程。此方法

8、運用3片74HC595 ,n條位選信號，即可實現(xiàn) 3n位LED顯示。成本低廉，而且節(jié)省資源。此種方法實現(xiàn)多位 LED顯示程序框圖為圖 4所示,MCU為89S52。示例程序如下（24位LED顯示）示例程序如下（24-S LED且示hHC595DAT BIT P1.0HC5S5CLK BIT ?1. 1HC5G5CLK BIT Pl, 2 HCD05_SBOW：CLR HC陽£I>ATC1R HC59ECLKCLR HC595C1KJRV RO,JIOV R2, SOLKMOV RS, #8SHOWS;JIOV R5, S3SHO 祀：MOV AfiRO ,MOV R4, 58SH

9、0W1：； RLC hMOV HCESEDiAC5ETB HC595CLK毘示緩沖區(qū)首址JR2為位選信號匚24位LEE分呂組顯示:每諛點亮3貝LED輸/段選碼CLR HC田牝LKDJN2 R4,SUOW1IMC ROLJNZ K&,5HOV2CLR CMOV;輸出位選信號WV DPITj 49000HNOVX eDPTR, AELC AWV R2> ASETB HC 59 SHOD ，輸出使能CLR HC&95HODDJNZ RS, SUOV3RET4結(jié)論實踐證明，此多位LED顯示方法性能穩(wěn)定，如再級聯(lián)一片74HC595,/O 口線的情況下，即可實現(xiàn)32位LED顯示。筆者

10、做過 48位LED顯示,在不需要增加I應(yīng)穩(wěn)定可靠。單片機應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有LED和LCD兩種。近年來也有用 CRT顯示的。前者價格低廉，配置靈活，與單片機接口方便；后者可進行圖形顯示，但接口較復雜，成本 也較高。LED（Ling Emiting Diode）是發(fā)光二極管的縮寫。 實際應(yīng)用非常普遍的是八段LED顯示器。LED顯示器在大型報時屏幕，銀行利率顯示，城市霓虹燈建設(shè)中，得到廣泛應(yīng)用。 在這些需要多位 LED顯示的場合，怎樣實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定，價格低廉的顯示，成為決定其成本 的關(guān)鍵所在。2 74HC595 實現(xiàn)LED靜、動態(tài)顯示基本原理74HC595 是美國國家半導體公司生產(chǎn)的通用移位

11、寄存器芯片。并行輸出端具有輸出 鎖存功能。與單片機連接簡單方便，只須三個I/O 口即可。而且通過芯片的 Q7引腳和SER引腳，可以級聯(lián)。而且價格低廉2.1靜態(tài)顯示每位LED顯示器段選線和 74HC595 的并行輸出端相連， 每一位可以獨立顯示（見圖1）。 在同一時間里，每一位顯示的字符可以各不相同（每一位由一個74HC595 的并行輸出口控制段選碼）。N位LED顯示要求N個74HC595 芯片及N+3條I/O 口線，占用資源較多，而且成本 較高。這對于多位 LED顯示很不利。2.2動態(tài)顯示在多位LED顯示時，為了簡化電路，降低成本，節(jié)省系統(tǒng)資源，將所有的N位段選碼并聯(lián)在一起，由一片74HC59

12、5 控制（見圖2）。由于所有LED的段選碼皆由一個 74HC595 并行輸出口控制，因此，在每一瞬間，N位LED會顯示相同的字符。想要每位顯示不同的字符，就必須采用掃描的方法，即在每一瞬間只使用一位顯示字符。在此瞬間，74HC595并行輸出口輸出相應(yīng)字符段選碼，而位選則控制I/O 口在該顯示位送入選通電平，以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位分時顯示該位應(yīng)顯示字符。由于74HC595 具有鎖存功能，而且串行輸入段選碼需要一定時間，因此，不需要延時，即可形成視覺暫留效果。 N位LED顯示時，只需要一片 74HC595 即可完成，成本最低。但是，此種方法的最大弱 點就是當LED的位數(shù)大于12位時，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，這是所有動態(tài)LED顯示方式共同的弱 點。3多位LED顯示方法的實現(xiàn)圖3 多位LED動態(tài)顯示驅(qū)動電路連線圖為實現(xiàn) 24 位或更多位 LED 顯示，本文提出了一種全新的方法。此方法結(jié)合了動態(tài)和 靜態(tài)顯示的優(yōu)點，可以說是兩者的結(jié)合。連線圖如圖 3 所示。段選碼由三片 74HC595 控 制，段選數(shù)據(jù)由 74HC595 的 SER 引腳串行輸入，由于輸出使能時鐘 RCLK 并接在一起， 因此，三片 74HC595 并行輸出端同時輸出。而三個 LED 位選信號也并接在一起，因此， 一次可以同時點亮三位 LED 。此過程類似于靜態(tài)顯示。每片 74HC59