虽然专门的I/O扩展芯片市场上也有不少,但对于我们一般的应用,没有必要整的那么复杂。用一些简单的移位寄存器芯片一样可以实现我们的目标。下面我们首先来认识一下74HC164这款芯片。这款芯片的作用是把串行输入的数据并行输出。注意,它没有锁存功能,在允许输出的情况下,每一个时钟的上升沿,数据依次从最低位移向最高位。因此,在做数码管的输出显示的时候会出现拖影的想象,在设计此电路时要注意考虑此情况。
下面是它的引脚图。A1,A2是数据输入端,一般情况下两者连在一起,作为串行数据的输入端。Qa----Qh j就是并行数据的输出端了。CLOCK 和RESET分别为时钟和复位端
下面我们再看看它的真值表,有了真值表我们才知道如何正确的去编写程序去驱动它(其它复杂的器件还需要对照时序图编写相应的驱动程序)
呵呵,怎么样,这个表很简单吧,相信大家都能够看的懂。当Reset为低电平时不管时钟为高电平还是低电平也不管输入引脚A1,A2为何值,输出的并行数据均为低电平。当Reset为高电平时,只有在时钟的上升沿,A1A2上的值才被移位输出。看懂了这张表那么剩下的事情就好办多了。
下面我以级联的8块74HC164驱动8位共阴的数码管为例来阐述它的用途。当然它的用途并不仅仅在于此。你可以发挥你的聪明才智去应用它到你的设计中。
以上的连接中Reset脚要全部接高电平。所有的Clock引脚都要连接在一块。第一块74HC164的AB引脚接在一块作为串行数据的输入端。第二块74HC164的AB引脚接在第一块74HC164并行数据输出端的H脚上。后面的接法依照第二块的接法依次级联下去。
接好后共引出四根引线。其中电源两根。一根时钟线。一根串行数据输入线。怎么样,节省了不少IO口吧~~
下面看看如何写程序去驱动它。(编译器keil Uv3)
先看看下面的引脚连接及相关宏定义
sbit io_74hc164_SCK = P3^7 ;
sbit io_74hc164_SDA = P3^6 ;
#define IO_74HC164_SCK_HIGH io_74hc164_SCK = 1 ;
#define IO_74HC164_SCK_LOW io_74hc164_SCK = 0 ;
#define IO_74HC164_SDA_INPUT io_74hc164_SDA
下面是数码管的段码表可以根据不同的连接顺序去修改。
/***********************************************************
a -- 4 b -- 5 c -- 6 d -- 2
e -- 0 f -- 1 g -- 3 dp -- 7
***********************************************************/
uint8 code DisplayTable[]= { 0x77,0x60,0x3D,0x7C,0x6A,0x5E,0x5F,0x70,0x7F,0x7E,0x7B,0x4F,0x17,0x6D,0x1F,0x1B,0x08/*0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f - */ }; void v_74hc164WriteData_f( uint8 Dat ) //向74HC164写一个字节的内容 { //即可并行输出该字节 uint8 i = 0 ; uint8 SendData = Dat ; for( i = 8 ; i > 0 ; i-- ) { IO_74HC164_SCK_LOW SendData <<= 1 ; IO_74HC164_SDA_INPUT = CY ; IO_74HC164_SCK_HIGH } } void v_HexToBcd_f( uint8 *P, uint16 Dat ) //BCD码的转化 { uint8 i = 0 ; uint8 Temp ; if( Dat >= 40000 ) { i = 4 ; Dat -= 40000 ; } if( Dat >= 20000 ) { i += 2 ; Dat -= 20000 ; } if( Dat >= 10000 ) { i += 1 ; Dat -= 10000 ; } *P++ = i ; i = 0 ; if( Dat >= 8000 ) { i = 8 ; Dat -= 8000 ; } if( Dat >= 4000 ) { i += 4 ; Dat -= 4000 ; } if( Dat >= 2000 ) { i += 2 ; Dat -= 2000 ; } if( Dat >= 1000 ) { i += 1 ; Dat -= 1000 ; } *P++ = i ; i = 0 ; if( Dat >= 800 ) { i = 8 ; Dat -= 800 ; } if( Dat >= 400 ) { i += 4 ; Dat -= 400 ; } if( Dat >= 200 ) { i += 2 ; Dat -= 200 ; } Temp = Dat ; //这里换成8位数据,是为了加快速度 if( Temp >= 100 ) { i += 1 ; Temp -= 100 ; } *P++ = i ; i = 0 ; if( Temp >= 80 ) { i = 8 ; Temp -= 80 ; } if( Temp >= 40 ) { i += 4 ; Temp -= 40 ; } if( Temp >= 20 ) { i += 2 ; Temp -= 20 ; } if( Temp >= 10 ) { i += 1 ; Temp -= 10 ; } *P++ = i ; *P = Temp ; } /************************************************************************** * Function: void v_74hc164DisplayNumber_f( uint8 data *Seg, uint8 Dot, int16 Dat ) * * Description: 在8位数码管数值以及两位自定义字符 * * * * * Parameter: *Seg : 指向存放自定义字符数据的地址 * * Dot : 小数点相对数值的显示位置(取值范围1~5,当取0 或者大于5的数值时,小数点不显示) * * Dat : 显示数据(有符号整型数据,取值范围-32768~32767) * **************************************************************************/ void v_74hc164DisplayNumber_f( uint8 data *Seg, uint8 Dot, int16 Dat ) { bit zf = 1, OverWrite = 1, zf_lock = 1 ; uint8 i , j , k = 4 ; uint8 Buffer[5] ; if ( Dat < 0 ) { zf = 0 ; Dat = ABS( Dat ) ; //如果是负数,则取其绝对值,并将负值标志位清0 } v_HexToBcd_f( Buffer, Dat ) ; //将数据每个位拆分,放在数组中最高位放在数组的第//一个成员 for( i = 5 ; i >= 2 ; i-- ) //判断数据的位数(如1234,则位数为4) { if( Buffer[ 5 - i ] > 0 ) break ; //判断出最高位不为0即可 } if( ( Dot >= i ) && Dot < 6 ) i = Dot ; //如果小数点打在数字前面,则该数字前面添0.( 数//字12,小数点打在第四位,则合理的显示应该为0.0012) j = 5 - i ; for( ; i >= 1 ; i-- ) //显示数值 { if( Dot == ( 5 - k ) ) //如果该位有小数,则显示应该加上一个'.' v_74hc164WriteData_f( DisplayTable[ Buffer[ k ] ] | 0x80 ) ; else v_74hc164WriteData_f( DisplayTable[ Buffer[ k ] ] ) ; k-- ; } if( zf_lock ) //判断正负,如果为负值则显示'-'号,否则显示空 { if( ( zf == 0 ) ) { v_74hc164WriteData_f( 0x08 ) ; } else { v_74hc164WriteData_f( 0x00 ) ; } zf_lock = 0 ; } for( ; j > 0 ; j-- ) //多余的位显示空 { v_74hc164WriteData_f( 0x00 ) ; } v_74hc164WriteData_f( Seg[ 1 ] ) ; //显示第一个自定义编码的字符 v_74hc164WriteData_f( Seg[ 0 ] ) ; //显示第二个自定义编码的字符 }