74HC595资料文档.doc

《74HC595芯片在LED显示技术中的应用》 74HC595是一款常用的数字集成电路，它集成了8位移位寄存器和一个存储器，并带有三态输出功能，常用于多路LED的显示控制。该芯片的工作原理是通过两个独立的时钟输入——移位寄存器时钟脉冲输入口（SHcp）和存储寄存器时钟脉冲输入口（STcp）来实现数据的移位和存储。数据在SHcp的上升沿输入，STcp的上升沿时进入存储寄存器。值得注意的是，当这两个时钟同步时，移位寄存器的更新总是比存储寄存器早一个脉冲。 74HC595的引脚功能包括： 1. Q1至Q7：并行数据输出口，即存储寄存器的输出端。 2. Q7'：串行输出口，通常连接到SPI总线的MISO接口。 3. STcp：存储寄存器的时钟脉冲输入，控制数据的存储。 4. SHcp：移位寄存器的时钟脉冲输入，控制数据的移位。 5. OE（非）：输出使能端，低电平时允许输出。 6. MR（非）：芯片复位端，低电平时进行复位操作。 7. Ds：串行数据输入端，用于输入要移位的数据。 在实际编程中，通过SPI接口与74HC595通信时，每当SHcp上升沿到来，Ds引脚的电平会被移位寄存器左移一位，Q7'输出移位寄存器的高位。连续8次操作后，整个8位数据就被送入移位寄存器。接着，STcp的上升沿到来，数据被锁定并从Q1至Q7并行输出。 LED显示技术通常分为静态显示和动态显示两种。静态显示中，每位LED的段选线直接与74HC595的并行输出端相连，可独立显示不同字符，但占用较多的I/O口资源。相比之下，动态显示通过共用一个74HC595控制所有LED的段选码，虽然成本较低，但需通过扫描方法分时显示，可能导致超过一定数量的LED显示时出现闪烁。 对于多位LED显示，尤其是超过12位的情况，一种改进的解决方案是结合动态和静态显示的优点。这种新方法使用多片74HC595，每片负责一部分LED的段选码控制，从而在减少资源占用的同时，减小闪烁现象。例如，24位LED显示可使用3片74HC595，每片控制8位LED的段选，这样既保持了成本效益，又提高了显示稳定性。 74HC595在LED显示领域的应用体现了其灵活性和经济性，使得设计者能够在满足显示需求的同时，有效利用硬件资源。通过深入理解其工作原理和巧妙地运用，我们可以实现各种复杂的LED显示系统，广泛应用于计时设备、利率显示屏以及城市装饰等领域。