74HC595

概述

通常，有两种方法可以驱动单个 7 段数码管。一种方法是将其 8 个引脚直接连接到 Uno 板的八个端口上，这是我们之前所做的。或者，您可以将 74HC595 连接到 UNO 板的三个端口，然后将 7 段数码管连接到 74HC595。在本实验中，我们将使用后一种方法。通过这种方式，我们可以节省五个端口——考虑到 Uno 板的端口有限，这一点非常重要。现在让我们开始吧！

所需元件

本项目中，我们需要以下元件。

购买整套套件会更加方便，以下是链接：

名称	套件所含项目	链接
Elite Explorer 套件	300+	Elite Explorer Kit

您也可以从以下链接单独购买。

元件介绍	购买链接
Arduino Uno R4 WiFi	-
面包板	BUY
杜邦线	BUY
电阻	BUY
7段数码管	BUY
74HC595	BUY

接线

原理图

在本实验中，MR（引脚 10）连接到 5V（高电平），OE（引脚 1）连接到 GND（低电平）。因此，数据在 SHcp 的上升沿输入，并通过上升沿进入存储器寄存器。我们使用 shiftout() 函数通过 DS 将 8 位数据输出到移位寄存器。在 SHcp 的上升沿，移位寄存器中的数据逐次移动一位，即 Q1 中的数据移动到 Q2，依此类推。在 STcp 的上升沿，移位寄存器中的数据移入存储器寄存器。经过 8 次后，所有数据将移入存储器寄存器。然后存储器寄存器中的数据输出到总线（Q0-Q7）。因此，16 个字符依次显示在 7 段数码管上。

代码

备注

您可以直接打开路径 elite-explorer-kit-main\basic_project\29-74hc595 下的 29-74hc595.ino 文件。
或者将以下代码复制到 Arduino IDE 中。

将代码上传到 Uno 板后，您应该会看到 7 段数码管从 0 到 9 以及 A 到 F 的显示。

代码分析

设置数组元素

int datArray[16] = {252, 96, 218, 242, 102, 182, 190, 224, 254, 246, 238, 62, 156, 122, 158, 142};

该数组存储了从 0 到 F 的 16 个字符的数据。252 代表 0，您可以自己计算。要显示 0，7 段数码管的 g 段（中间段）必须为低电平（熄灭）。

由于 g 段连接到 74HC595 的 Q1，将 Q1 和 DP（小数点）都设置为低电平，其余引脚保持高电平。因此，Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 的值为 1 1 1 1 1 1 0 0。

将二进制数转换为十进制数： 1x2⁷+1x2⁶+1x2⁵+1x2⁴+1x2³+1x2²+0x2¹+1x2⁰=252。

这就是要显示的数字 0 的值。您可以类似地计算其他字符。

在 7 段数码管上显示 0-F

for(int num = 0; num < 16; num++)

{

  digitalWrite(STcp,LOW); // 将 ST_CP 置低，并在传输期间保持低电平

  shiftOut(DS,SHcp,MSBFIRST,datArray[num]);

  // 将锁存引脚拉高，以通知芯片

  // 不再需要监听信息

  digitalWrite(STcp,HIGH); // 拉高 ST_CP 以保存数据

  delay(1000); // 等待一秒

}

先将 STcp 设置为低电平，然后设置为高电平。这将产生一个 STcp 的上升沿脉冲。

shiftOut() 用于一次一位地移出一个字节的数据，即通过 DS 引脚将 dataArray[num] 中的一个字节数据移入移位寄存器。MSBFIRST 表示从高位开始移动。

执行 digitalWrite(STcp,HIGH) 后，STcp 将处于上升沿。此时，移位寄存器中的数据将移入存储器寄存器。

一个字节的数据经过 8 次后将传输到存储器寄存器。然后存储器寄存器的数据输出到总线（Q0-Q7）。您将看到 7 段数码管上显示一个字符。然后延迟 1000ms。之后，返回 for()。循环重复，直到 16 次后所有字符逐一显示在 7 段数码管上。