用74hc595芯片驱动led的电路设计
hc595芯片是74系列芯片的一种,具有速度快,功耗小,操作简单的特点,可以很方便地用于单片机接口进
行驱动led的操作.本文介绍这种芯片的特点和使用方法,并给出软硬件的设计实例.
关键词:led显示器;串行接口;单片机
中图分类号: tp36812 文献标识码: b 文章编号: 1001 - 3881(2004)12 - 151 - 2
the circuit design of l ed display drived by74hc595
zhai zhen1, zhang chun2ling2
(11college of materials engineering , zhengzhou university , zhengzhou 450002 , china ;
21zhengzhou vcom company , zhengzhou 450001 , china)
abstract :the characteristic and the using method of74hc595were introduced , and the examples of hardware and software design were
given.
keywords :led display ; serial interface ; single chip microcomputer
0 前言七段发光二极管显示器,又叫led显示器,因
其低廉,功耗较小和性能可靠等优点,在各种仪
器仪表中得到了广泛的应用.现在市场上出售的专用
led驱动器种类有很多,且大多数功能较多,但
相应地也较高,如果用在低成本的简单系统中,不仅
是一种资源的浪费,而且增加了产品的成本.用
74hc595芯片驱动led有以下特点:速度较快,功耗
较小, led的数目多少随意,既可以控制共阴极的
led显示器,也可以控制共阳极的led显示器,可
以软件控制led的亮度,还可以在必要的时候关断
显示(数据保留),以减小功耗,并可随时唤醒显示.
用它设计的电路,不仅软硬件设计简单,而且功耗
低,驱动能力强,占用的i/ o口线较少,是一种造价
低廉,应用灵活的设计方案.
174hc595的使用说明
74hc595内含8位串入,串/并出移位寄存器和8
位三态输出锁存器.寄存器和锁存器分别有各自的时
钟输入(sclk和slck),都是上升沿有效.当sclk
从低到高电平跳变时,串行输入数据(sda)移入寄
存器;当slck从低到高电平跳变时,寄存器的数据
置入锁存器.清除端(clr)的低电平只对寄存器复
位(qs为低电平),而对锁存器无影响.当输出允许
控制(en)为高电平时,并行输出(q0～q7)为高
阻态,而串行输出(qs)不受影响.图174hc595
74hc595最多需要5根控
制线,即sda,sclk,slck,
clr和en.其中clr可以直
接接到高电平,用软件来实现
寄存器清零;如果不需要软件
改变亮度, en可以直接接到
低电平,而用硬件来改变亮
度.把其余三根线和单片机的i/ o口相接,即可实现
对led的控制.
数据从sda口送入74hc595,在每个sclk的上
升沿, sda口上的数据移入寄存器,在sclk的第9
个上升沿,数据开始从qs移出.如果把第一个
74hc595的qs和第二个74hc595的sda相接,数据
即移入第二个74hc595中,照此一个一个接下去,可
接任意多个.数据全部送完后,给slck一个上升
沿,寄存器中的数据即置入锁存器.此时如果en为
低电平,数据即从并口q0～q7输出,把q0～q7与
led的8段相接, led就可以实现显示了.要想软件
改变led的亮度,只需改变en的占空比就行了.
2 软硬件设计实例
211 硬件电路
图2是用at89c2051与74hc595接口设计的显示
面板电路.
图274hc595与at89c2051单片机的接口
p1口的p115,p116,p117用来控制led的显示,
分别接到slck,sclk和sda脚.三个数码管用来显
示电压值的大小.在电路板上, led3在最左边,
led1在最右边,送数据时,先送led3的显示码,最 151 《机床与液压》20041no112
后送led1的显示码.led的亮度用pr1～pr3的阻
值来控制.
212 显示驱动程序
用disp1,disp2,disp3三个连续的单元存放显
示数据,在cpu初始化完成后,调用clrdisp子程
序清除74hc595的寄存器,在以后调用显示子程序
display前就不用再调用清除子程序了.现将两个子
程序写出如下:
清除子程序:
clrdisp :
mov r2 , # 24 ;三个数码管,一共24位
clrbit:
clr sclk;寄存器时钟拉低
clr c;寄存器清零
mov sda , c;送入74hc595
setb sclk;时钟的上升沿送入寄存器
djnz r2 , clrbit;送完24位
ret;子程序返回
显示子程序:
display:
clr slck;锁存器时钟拉低
mov r3 , # 3;三个数码管
mov r0 , # disp3;从第三个开始送
disp1 :
mov a , @r0;送8位数到74hc595
mov r2 , # 8
disp2 :
clr sclk
rlc a
mov sda , c
setb sclk
djnz r2 , disp2;送完一个字节
dec r0;送下一个数码管的显示数据
djnz r3 , disp1;送完三个字节
setb slck;时钟的上升沿寄存器数据送
入锁存器
ret;子程序返回
3 结束语
从以上例子可以看出,用74hc595设计led驱
动电路,硬件和软件的设计都不存在复杂的技术问
题,特别是软件设计.另外,74hc595不仅可以用来
驱动led显示器,而且能够用来驱动发光二极管,
每个74hc595可以同时驱动8个发光二极管.在i/ o
口线较为紧张的情况下,这不失为一种解决方案.在
对产品的体积要求不高,并且希望降低成本时,采用
这种方案较为理想.
参考文献