跟我學(xué)51單片機(jī)（五）：單片機(jī)動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管

　　74HC595 最多需要5 根控制線， 即SDI（Pin14）、SCK（Pin11）、RCK（Pin12）、 （Pin10）和（Pin13）。圖2 中將 直接接到高電平， 用軟件來實(shí)現(xiàn)寄存器清零； 直接接到低電平， 一直輸出有效。把其余三根線和單片機(jī)的I/O 口相接， 即可實(shí)現(xiàn)對74HC595 的控制。數(shù)據(jù)從SDI 口送入74HC595 , 在每個(gè)SCK 的上升沿， SDI 口上的數(shù)據(jù)移入寄存器， 在SCK 的第9 個(gè)上升沿， 數(shù)據(jù)開始從SDO 移出。如果把第一個(gè)74HC595的SDO 和第二個(gè)74HC595 的SDI 相接， 數(shù)據(jù)即移入第二個(gè)74HC595 中， 照此一個(gè)個(gè)接下去， 可接任意多個(gè)。數(shù)據(jù)全部送完后， 給RCK 一個(gè)上升沿， 寄存器中的數(shù)據(jù)即置入鎖存器。此時(shí)為低電平， 數(shù)據(jù)即從并口Q0 ～ Q7 輸出。

　　74HC245 為八總線收發(fā)器芯片，即可以將數(shù)據(jù)從A 總線端口傳送到B 總線端口，也可將數(shù)據(jù)從B 總線端口傳送到A 總線端口。傳送方向由方向控制管腳DIR（芯片1 腳）輸入的邏輯電平而定。其真值表如表3 所示：

表3 74HC245輸入輸出真值表

　　H 代表高電平，L 代表低電平，X 代表不定的狀態(tài)。

　　四、程序設(shè)計(jì)

　　本講設(shè)計(jì)實(shí)例核心程序如下：

　　……

　　#define SDI P2_7 （ 1）

　　#define SCLK P2_6 （ 2）

　　#define RCLK P2_5 （ 3）

　　……

　　void dat_in（unsigned char dat） （ 4）

　　{

　　unsigned char i; （ 5）

　　for（i=0;i8;i++） （ 6）

　　{

　　SCLK=0; （ 7）

　　SDI=dat0X80; （ 8）

　　dat《=1; （ 9）

　　SCLK=1; （ 10）

　　}

　　RCLK=0; （ 11）

　　RCLK=1; （ 12）

　　}

　　程序詳細(xì)說明：

　　（1）將數(shù)據(jù)輸出端定義為P2.7 管腳。

　　（2）將數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸出端定義為P2.6 管腳。

　　（3）將寄存器時(shí)鐘輸出端定義為P2.5 管腳。

　　（4）數(shù)據(jù)傳入函數(shù)，傳入一字節(jié)。

　　（5）定義一個(gè)無符號字符型變量。

　　（6）要因?yàn)橐獋魉鸵粋€(gè)字節(jié)，故要8 次。

　　（7）數(shù)據(jù)時(shí)鐘先輸出低。

　　（8）讓數(shù)據(jù)管腳輸出傳入字節(jié)的最高位。

　　（9）傳入字節(jié)左移一位。

　　（10）數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸出高，上升沿將數(shù)據(jù)所存儲(chǔ)至74HC595 數(shù)據(jù)寄存器中。

　　（11）寄存器時(shí)鐘先輸出低。

　　（12）寄存器時(shí)鐘輸出高，上升沿將數(shù)據(jù)所存儲(chǔ)至74HC595 數(shù)據(jù)寄存器中。

　　以上字程序的作用， 當(dāng)發(fā)送一個(gè)字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候， 通過74HC595 進(jìn)行串行轉(zhuǎn)并行的控制，每次從單片機(jī)IO發(fā)送1Bit出去， 循環(huán)8次， 完成發(fā)送一個(gè)字節(jié)，之后再的輸出端以一個(gè)字節(jié)的方式傳輸給數(shù)碼管， 實(shí)現(xiàn)顯示。

　　五、調(diào)試要點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

　　接好硬件電路，通過冷啟動(dòng)方式將程序所生成的。hex 文件下載到單片機(jī)運(yùn)行后，復(fù)位單片機(jī)，就可以觀察到板上8 個(gè)數(shù)碼管都點(diǎn)亮（見圖3），并從數(shù)字0 到9 變化閃爍。調(diào)試的時(shí)候需要注意的是，數(shù)碼管的使能控制端（見圖2）必須用跳線帽跳上，從而讓74HC138 能工作輸出。不需要用到數(shù)碼管時(shí)可以， 反之，跳開以節(jié)省系統(tǒng)電流損耗。

圖3 數(shù)碼管顯示效

　　另外動(dòng)態(tài)掃描過程中， 數(shù)碼管顯示的亮度與驅(qū)動(dòng)電流、點(diǎn)亮?xí)r間和關(guān)斷時(shí)間有關(guān)， 所以應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電流大小和掃描頻率， 從而控制顯示所需要的亮度。這在驅(qū)動(dòng)尺寸較大的數(shù)碼管組時(shí)更是如此，為了穩(wěn)定顯示，硬件方面必須達(dá)到該有的驅(qū)動(dòng)能力，如在驅(qū)動(dòng)端再接達(dá)林頓管等。軟件方面，應(yīng)在實(shí)際的調(diào)試過程中不斷的嘗試（見本講程序中所掃描次數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值），找到一個(gè)最佳臨界點(diǎn)，即要注意動(dòng)態(tài)掃描的延時(shí)間隔和掃描次數(shù)。

　　六、總結(jié)

　　本講介紹了單片機(jī)動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的原理并給出了實(shí)例，通過該講，我們可以總結(jié)如下：

　　動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)顯示位數(shù)較多時(shí)，采用動(dòng)態(tài)顯示方式比較節(jié)省I/O 口，硬件電路也較靜態(tài)顯示簡單；缺點(diǎn)：其穩(wěn)定度不如靜態(tài)顯示方式。而且在顯示位數(shù)較多時(shí)CPU要輪番掃描，占用CPU較多的時(shí)間。

　　總的來說，無論是動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)顯示，其顯示更新的速率不能太快，如數(shù)據(jù)不停變化，太快則無法看清楚顯示的內(nèi)容，在軟件設(shè)計(jì)是必須注意的。另外，在同等條件下動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在適當(dāng)提高驅(qū)動(dòng)電流，例如使用限流電阻，就應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的，或者使用緩沖驅(qū)動(dòng)芯片。下講將重點(diǎn)講述單片機(jī)外部中斷以及應(yīng)用，以對紅外遙控器進(jìn)行解碼作為實(shí)例，敬請期待。