采用74HC595實(shí)現(xiàn)多位LED顯示的方法

單片機(jī)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(jī)接口方便;后者可進(jìn)行圖形顯示，但接口較復(fù)雜，成本也較高。LED（Ling Emiting Diode）是發(fā)光二極管的縮寫。實(shí)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(shí)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。因此本位提出了一種用74HC595實(shí)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(shí)現(xiàn)作了詳細(xì)說明。

1.LED靜、動態(tài)顯示原理

74HC595是美國國家半導(dǎo)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(jī)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。

1.1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(dú)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。

圖1 LED靜態(tài)顯示驅(qū)動電路連線

1.2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74HC595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。

圖2 LED動態(tài)顯示驅(qū)動電路連線圖

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(diǎn)就是當(dāng)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(diǎn)。

2.多位LED顯示方法實(shí)現(xiàn)

為實(shí)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(diǎn)，可以說是兩者的結(jié)合。段選碼由三片74HC595控制，段選數(shù)據(jù)由74HC595的SER引腳串行輸人，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(diǎn)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。此方法運(yùn)用3片74HC595，13條位選信號，即可實(shí)現(xiàn)3n位LED顯示。成本低廉，而且節(jié)省資源。此種方法實(shí)現(xiàn)多位LED顯示程序框圖為圖3所示，MCU為89S52。

圖3 多位LED顯示程序流程框圖

示例程序如下（24位LED顯示）：

結(jié)論

本文總結(jié)了基于74HC595實(shí)現(xiàn)多位LED顯示的方法，實(shí)踐證明，此多位LED顯示方法性能穩(wěn)定，如再級聯(lián)一片74HC595，在不需要增加I/O口線的情況下，即可實(shí)現(xiàn)32位LED顯示;而且此方法連線簡單方便，成本低廉。
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