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由74HC595实现LED静态显示原理、LED动态显示原理及多位LED显示的设计方法详解

出处 :HQBUY整理 发布时间 : 2020-10-22 关键词: LED 芯片 阅读 :

摘要:芯片74HC595是一个8位串行输入、并行输出的位移缓存器:并行输出为三态输出。在SCK 的上升沿,串行数据由SDL输入到内部的8位位移缓存器,并由Q7'输出,而并行输出则是在LCK的上升沿将在8位位移缓存器的数据存入到8位并行输出缓存器。

  芯片74HC595是一个8位串行输入、并行输出的位移缓存器:并行输出为三态输出。在SCK 的上升沿,串行数据由SDL输入到内部的8位位移缓存器,并由Q7'输出,而并行输出则是在LCK的上升沿将在8位位移缓存器的数据存入到8位并行输出缓存器。


  当芯片74HC595串行数据输入端OE的控制信号为低使能时,并行输出端的输出值等于并行输出缓存器所存储的值。并行输出端具有输出锁存功能。与单片机连接简单方便,只须三个I/O口即可。而且通过芯片的Q7引脚和SER引脚,可以级联,而且价格低廉。


  小编在下文将为大家介绍由芯片74HC595实现的LED静态显示原理,LED动态显示原理,以及多位LED显示的设计方法。此多位LED显示方法性能稳定,如再级联一片74HC595,在不需要增加I/O口线的情况下,即可实现32位LED显示;而且此方法连线简单方便,成本低廉。



  由74HC595实现LED静态显示原理


  每位LED显示器段选线和74HC595的并行输出端相连,每一位可以独立显示(见图1)。在同一时间里,每一位显示的字符可以各不相同(每一位由一个74HC595的并行输出口控制段选码)。N位LED显示要求N个74HC595芯片及N+3条I/O口线,占用资源较多,而且成本较高,这对于多位LED显示很不利。


LED静态显示驱动电路连线



  由74HC595实现LED动态显示原理


  在多位LED显示时,为了简化电路,降低成本,节省系统资源,将所有的N位段选码并联在一起.由一片74HC595控制(见图2)。由于所有LED的段选码皆由一个74HC595并行输出口控制,因此,在每一瞬间,N位LED会显示相同的字符。想要每位显示不同的字符,就必须采用扫描的方法,即在每一瞬间只使用一位显示字符。在此瞬间,74HC595并行输出口输出相应字符段选码,而位选则控制I/O口在该显示位送入选通电平,以保证该位显示相应字符。如此轮流,使每位分时显示该位应显示字符。由于74HC595具有锁存功能,而且串行输入段选码需要一定时间,因此,不需要延时,即可形成视觉暂留效果。


LED动态显示驱动电路连线图



  N位LED显示时.只需要一片74HC595即可完成,成本最低。但是,此种方法的最大弱点就是当LED的位数大于12位时,出现闪烁现象,这是所有动态LED显示方式共同的弱点。



  由74HC595实现多位LED显示设计图及实现方法


  为实现24位或更多位LED显示,本文提出了一种全新的方法。此方法结合了动态和静态显示的优点,可以说是两者的结合。段选码由三片74HC595控制,段选数据由74HC595的SER引脚串行输人,由于输出使能时钟RCLK并接在一起,因此,三片74HC595并行输出端同时输出。而三个LED位选信号也并接在一起,因此,一次可以同时点亮三位LED。此过程类似于静态显示。每片74HC595并行输出端并接8位LED,用于扫描输出,此过程类似于动态扫描过程。此方法运用3片74HC595,13条位选信号,即可实现3n位LED显示。成本低廉,而且节省资源。此种方法实现多位LED显示程序框图为图3所示,MCU为89S52。


多位LED显示程序流程框图



  示例程序如下(24位LED显示):


示例程序