2级74HC595D点亮8位数码管

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本篇学习74HC595D点亮8位共阴极数码

74HC595D简介

74HC595是一款串行输入，并行输出芯片，一个芯片内含有1个移位寄存器和1个存储寄存器，均为8位寄存器。

Q0	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6	Q7
第8位数据	第7位数据	第6位数据	第5位数据	第4位数据	第3位数据	第2位数据	第1位数据

其功能引脚如下：

DS：串行数据输入引脚

SH：移位寄存器时钟引脚，上升沿时，移位寄存器中的bit 数据整体后移，并接受新的bit（从DS输入）

ST：存储寄存器时钟输入。上升沿时，数据从移位寄存器转存到存储寄存器

Q7'：当移位寄存器中的数据大于8bit时，最开始输入的bit将会从该引脚移出，可以用于595的级联

使用介绍：

当SH检测到上升沿时，会将DS引脚此时的数据保存到移位寄存器中，从Q0开始至Q7共8位数据，

若只使用1级595，此时应当给ST一个上升沿信号，将一字节数据从移位寄存器中保存到存储寄存器中，而Q0至Q7引脚将会输出对应的电平信号

若使用多级595，例如2级，当第9位数据进来时，1级595的首位数据将从 Q7' 引脚挤出，同过将该引脚与2级595的DS引脚相连，实现多级并联。

如何操作595点亮数码管

该设计使用2个595并联控制2个4位共阴极数码管，其中第一个595控制COM口，第二级595控制LED口

16bit数据对应关系如下：

	Q0	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6	Q7
高位	15	14	13	12	11	10	09	08
位	COM0	COM1	COM2	COM3	COM4	COM5	COM6	COM7
低位	07	06	05	04	03	02	01	00
段	LEDA	LEDB	LEDC	LEDD	LEDE	LEDF	LEDG	LEDH

共阴极数码管，COM口为低电平，LED口为高电平，即可点亮

以点亮第一个数码管(从左往右)，显示1为例，即8位码数码管显示 1NNN NNNN（N表示未点亮）

位码：1111 1110 （COM口为低电平）

段码：0000 0110 （LED口为高电平）

位码为0xFE，段码为0x06，以MSB模式发送（即从最高位开始发送），

需要先发送8位段码0x06，此时不锁存，

再发送8位位码0xFE，将段码挤出到二级595中，此时再锁存。

// 对应代码应该是这样的
HC595_ST = 0;   // 拉低存储时钟线
dat = 0x06;     // 先发段码
for ( i = 0; i < 8; i++)
{
    HC595_SH = 0;           // 拉低数据时钟线
    HC595_DS = dat & 0x80;  // MSB 输出数据
    dat = _crol_(dat, 1);   // MSB 下一位数据
    HC595_SH = 1;           // 拉高数据时钟线，上升沿移位
}
dat = 0xfe;     // 再发位码
for ( i = 0; i < 8; i++)
{
    HC595_SH = 0;           // 拉低数据时钟线
    HC595_DS = dat & 0x80;  // MSB 输出数据
    dat = _crol_(dat, 1);   // MSB 下一位数据
    HC595_SH = 1;           // 拉高数据时钟线，上升沿移位
}
HC595_ST = 1;   // 写完8bit数据，拉高数据时钟线将数据保存到595

封装函数

向移位寄存器发送一字节数据

向N个74HC595D发送数据

对应数码管显示对应数据

一位数码管显示一个字符

显示一串字符，从第1个数码管开始，最多显示前8位

函数调用

// 在主函数中调用显示一串字符的函数
sprintf(buff, "a%.3fb", 123.4561);
SEG_Show_Str(buff);

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2025-4-20 23:03 上传

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国芯人***

74HC595D驱动8位共阴极数码管的实现

1. 74HC595D简介

74HC595D是一款串行输入、并行输出的移位寄存器芯片，内部包含一个8位移位寄存器和一个8位存储寄存器。其主要功能是将串行数据转换为并行输出，适用于需要扩展输出引脚的应用场景，如驱动数码管、LED矩阵等。

2. 74HC595D引脚功能
DS（Serial Data Input）：串行数据输入引脚，用于接收串行数据。
SH（Shift Register Clock Input）：移位寄存器时钟输入引脚，上升沿时，移位寄存器中的数据整体后移，并接收新的数据位。
ST（Storage Register Clock Input）：存储寄存器时钟输入引脚，上升沿时，移位寄存器中的数据转存到存储寄存器。
Q0-Q7（Parallel Outputs）：并行输出引脚，输出存储寄存器中的数据。
Q7'（Serial Data Output）：串行数据输出引脚，当移位寄存器中的数据超过8位时，最早输入的数据位将从该引脚移出，可用于级联多个74HC595D。

3. 74HC595D工作原理

1. 数据移位：当SH引脚检测到上升沿时，DS引脚上的数据位被移入移位寄存器，从Q0开始依次填充至Q7。
2. 数据存储：当ST引脚检测到上升沿时，移位寄存器中的数据被转存到存储寄存器，Q0-Q7引脚输出相应的电平信号。
3. 级联操作：当使用多个74HC595D时，第一个74HC595D的Q7'引脚连接到第二个74HC595D的DS引脚，实现数据的级联传输。

4. 驱动8位共阴极数码管的实现

本设计使用两个74HC595D级联，分别控制8位共阴极数码管的COM口和LED口。具体实现步骤如下：

4.1 硬件连接
第一级74HC595D：控制数码管的COM口，Q0-Q7分别连接数码管的COM0-COM7。
第二级74HC595D：控制数码管的LED口，Q0-Q7分别连接数码管的段选信号（a-g, dp）。

4.2 数据格式

16位数据对应关系如下：

| 位 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 09 | 08 | 07 | 06 | 05 | 04 | 03 | 02 | 01 | 00 |
|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
| 功能 | COM7 | COM6 | COM5 | COM4 | COM3 | COM2 | COM1 | COM0 | a | b | c | d | e | f | g | dp |

4.3 操作步骤

1. 初始化：将SH和ST引脚置为低电平，确保数据移位和存储操作未开始。
2. 数据移位：
将16位数据按位从高位到低位依次通过DS引脚输入。
每输入一位数据，SH引脚产生一个上升沿，将数据位移入移位寄存器。
3. 数据存储：
当16位数据全部移入后，ST引脚产生一个上升沿，将移位寄存器中的数据转存到存储寄存器。
4. 输出控制：
第一级74HC595D的Q0-Q7输出控制数码管的COM口，选择需要点亮的数码管位。
第二级74HC595D的Q0-Q7输出控制数码管的段选信号，点亮相应的段。

4.4 动态扫描

由于共阴极数码管需要动态扫描显示，因此需要快速切换COM口和段选信号，以实现所有数码管的连续显示。具体步骤如下：

1. 选择COM口：通过第一级74HC595D选择需要点亮的数码管位。
2. 设置段选信号：通过第二级74HC595D设置该数码管需要点亮的段。
3. 延时：保持当前状态一段时间，确保数码管有足够的时间点亮。
4. 切换COM口：切换到下一个数码管位，重复上述步骤。

5. 总结

通过使用两个74HC595D级联，可以有效地控制8位共阴极数码管的显示。第一级74HC595D负责选择数码管位，第二级74HC595D负责控制段选信号。通过动态扫描的方式，可以实现所有数码管的连续显示。这种设计不仅节省了微控制器的IO口资源，还提高了系统的灵活性和可扩展性。

在实际应用中，需要注意数据的移位和存储时序，确保数据的正确传输和显示。此外，动态扫描的频率应适当，以避免数码管出现闪烁或亮度不均的现象。通过合理的设计和调试，可以实现稳定、可靠的数码管显示效果。

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]