使用74HC595芯片驱动LED点阵屏的使用笔记

  • 1、控制显示LED点阵屏的思路
  • 2、74HC595芯片的学习
    • 2.1、74HC595芯片是什么？
    • 2.2、74HC595芯片各引脚解释以及分析
    • 2.3、74HC595芯片工作原理
    • 2.4、74HC595模块接线
    • 2.5、74HC595对应的代码：
  • 3、51单片机上使用LED点阵屏
  • 4、遇到问题（正在更新）
  • 5、参考文章
  • 6、第一次写博客杂感

纯小白写的文章，如有问题，欢迎评论区讨论，反驳，指正。
如果你只想了解74HC595如何使用，建议只看2.3。

1、控制显示LED点阵屏的思路

通过查看普中A2开发板的原理图（图1）可以知道，通过P0（P0_0、P0_1…P0_7）口和DPa、DPb…DPh来控制哪一颗LED点亮。我这个开发板上的点阵模块没有按照他给的原理图上的方向来放，根据我的测试，我的LED点阵模块应该是他给的模块逆时针旋转180°的方向，如图2所示。
举个例子：如果我想让第三行第四列的灯被点亮，那么我需要给DPc通高电平（1），给P0_4通低电平(0)，即可让目标灯点亮。

图1 普中A2开发板中LED点阵原理图：
图2 更改后的LED点阵原理图：

思路有了，那我们现在来看看怎么控制DPa、DPb…DPh和P0_0、P0_1…P0_7输入，P0口比较容易，这里就不做讲解。通过原理图可知，通过74HC595芯片来控制DPa、DPb…DPh的输入（图3），所以我们的问题就变成了如可去控制74HC595芯片，那下面就重点对74HC595芯片进行学习。

图3 74HC595（串转并）模块：

2、74HC595芯片的学习

2.1、74HC595芯片是什么？

我认为74HC595芯片是用三个输入端去控制N个输出端的芯片，同时让输出端一次性进行N个信号输出。我们这里只需要同时输出八个信号即可，如果想输出十六个、二十四个等等，那么就需要拓展74HC595（就是再接几块这样的芯片，一块能输出八个，需要多少个就外接多少个）。
如果理解困难的话，建议就把它认为成3个IO的输入去控制N个IO的输出即可。

2.2、74HC595芯片各引脚解释以及分析

在原理图中可以看到有带上划线的OE（不会打那个符号，下文简称为-OE-），RCLK，带上划线的SRCLR（下文简称-SRCLR-） ，SRCLK，SER，GND，VCC，QA，QB…QH，QH`。

-OE-：较为正式的叫法是“输出使能控制脚”，也就是使能按键。我理解的使能是，如字面意思，“使”谁“能”干什么，这里就可以理解为使74HC595能工作。因为带了个上划线，所以当给这个引脚通低电位的时候，那就是可以开始工作。
RCLK：较为正式的叫法是“锁存寄存器时钟”。其我理解的意思就是将要输出的数据给锁定起来，并且从实际功能上可以发现，当这里给到1后，会将数据输出出去，输出给QA，QB…QH。一般简写为”RCK“。
-SRCLR-：较为正式的叫法是“移位寄存器清零管脚”。我的理解是当给这里输入低电平时，它会将移位寄存器进行清零，因为原理图上给它直接通了高电位，我不知道怎么改，所以并没有测试出它的具体效果。
SRCLK：较为正式的叫法是”移位寄存器时钟，上升沿移位”。我的理解是将已经输入的数据进行移位，给即将准备输入的数据腾位置，让新的数据能够放进来。一般简写为”SCK“。
SER：较为正式的叫法是“串行输出端”。我的理解是就是即将要输入的数据，也就是要被储存起来的0或1。
GND：这个都肯定知道，逻辑地。
VCC：这个就是逻辑电源。
QA,QB…QH：较为正式的叫法是“并行数据输出端”，这个就是对应的输出，就是一次性将8位数据并行输出的。
QH’：可通过这里去拓展输出，需要输出多少位就外接8的倍数个。比如我需要输出24位，那我这一块本来就能输出8位，只需要再外接两块，加起来就是输出24位，具体怎么外扩，我没有工具，没有测试过，但从网上收集到的资料来看，只要将它们的RCLK、SRCLK、SER接起来即可。

单看以上这么多参数不是很好理解，那就举个例子，让上面这些数据能够连起来去理解。
我们用霰弹枪来举例，如果我们一把霰弹枪能够一次性打出八颗子弹（这里不是指一次性打出来八颗弹珠，而是一梭子就是八颗子弹，在不重新装弹的情况能够一次性打出八颗子弹），我们使用这把霰弹枪之前，需要先将保险丝打开，也就是将使能-OE-接地，使它能够被使用；接着就是给枪里装子弹，我们需要给霰弹枪弹舱一次装入一颗子弹，也就是对应的SER=0或1，然后再装下一颗，在装下一颗的时候，我们需要将上一颗子弹压入，这个压入的动作其实就对应我们的SCK，装载够八颗的时候，我们就可以发射了，按下扳机（就是RCK=1），枪响，子弹出膛，第一次射出也就是对应的QH，第二次就是QF，第三次…，八次射击完成，也就是数据发送完毕。如果一杆枪不够用的话，就是用工具将两杆枪连到一起，这里的工具就是QH‘，由于我没用过，所以下面不再举例。
这个例子是从别人的文章里学的，我给他完善了一下，又加入了我的理解，感觉还可以，原例子来自：https://blog.csdn.net/weixin_41445387/article/details/80500046

2.3、74HC595芯片工作原理

我感觉工作原理还是得配图来理解才可以，所以我们下面直接用图来看吧，见图4。
图4 74HC595芯片工作原理流程图：

其实我感觉上面这张图讲的挺详细的。

2.4、74HC595模块接线

通过图3可知，如果想让74HC595工作，那么就需要将OE接地，那么对应J24就应该如图5连接：
图5

2.5、74HC595对应的代码：

#include #include sbit SCK = P3^6;//移位sbit RCK = P3^5;//输出sbit SER = P3^4;//输入/***@effect: 这个方法一次将给到的Byte输出给被控制端*@Byte: 要传出的8位数据*@return: 无**/void send74HC595Byte(char Byte) {char i ;for (i = 0;i < 8;i++){SER = Byte>>7;//输入给74HC595Byte = Byte<<1; //这两行代码可以从左向右去拿数据。如果输入的是1001 0110，那么第一次循环就会//拿到1，第二次就会拿到0，第三次0，第四次1...SCK = 1; //移位_nop_();_nop_(); //两个振荡（机器）周期，等下移位这个动作SCK = 0; //结束移位}RCK = 1; //将数据输出_nop_();_nop_(); //两个振荡（机器）周期，等下输出这个动作RCK = 0; //结束数据输出}

3、51单片机上使用LED点阵屏

到此我们已经能够控制点阵屏上任意一盏灯的亮灭了，那么就简单的在单片机上显示个字母R吧。

根据图（图6）可知，亮标点的灯即可，那么程序如下：
图6

对应程序：

//LED点阵屏显示图形//在LED点阵屏上显示字母R//这里的具体知识我写在了博客上，见链接：//#include #include #include sbit SCK = P3^6;//移位sbit RCK = P3^5;//输出sbit SER = P3^4;//输入/***@effect: 这个方法一次将给到的Byte输出给被控制端*@Byte: 要传出的8位数据*@return: 无**/void send74HC595Byte(char Byte) {char i ;for (i = 0;i < 8;i++){SER = Byte>>7;//输入给74HC595Byte = Byte<<1; //这两行代码可以从左向右去拿数据。如果输入的是1001 0110，那么第一次循环就会拿到1，第二//次就会拿到0，第三次0，第四次1...SCK = 1; //移位_nop_();_nop_(); //两个振荡（机器）周期，等下移位这个动作SCK = 0; //结束移位}RCK = 1; //将数据输出_nop_();_nop_(); //两个振荡（机器）周期，等下输出这个动作RCK = 0; //结束数据输出P0 = 0xff; //将P0口置为0，防止下次操作时，点亮整排灯}void main(){while(2>1){send74HC595Byte(0xff);P0_5 = 0;send74HC595Byte(0x98);P0_4 = 0;send74HC595Byte(0x94);P0_3 = 0;send74HC595Byte(0x92);P0_2 = 0;send74HC595Byte(0x61);P0_1 = 0;}}

效果见图7。
图7：

4、遇到问题（正在更新）

5、参考文章

CSDN：
①https://blog.csdn.net/weixin_41445387/article/details/80500046
②https://blog.csdn.net/qq_51523386/article/details/114282584
③https://blog.csdn.net/qlexcel/article/details/117159467
B站：
①https://www.bilibili.com/video/BV1Mb411e7re” />6、第一次写博客杂感

大早上起来在翻74HC595的使用方法的时候，脑子一热，不如我自己总结个，再写一篇，虽知道这一写就是一整天，从早上弄到吃晚饭，甚至遇到问题的模块还没写（遇到的问题有点迷糊，还不能完美解决，所以没写出来）。
我看好多文章都谈到了“时序”，因为我是刚开始接触这些东西，所以时序图我并不懂（以前是纯机械的，所以数电模电，信号没学过），我就没往上加，哪位大神如果知道时序图怎么看，怎么学的话，我希望能私信我，给我些建议，要是大神太忙就算了，毕竟一个人的时间、精力就那么多嘛，哈哈。
码了一天，码了4500字，这比写论文还累啊，就为了把74HC595模块为了搞的比较明白，花了三四天的时间，有点小痛苦，哈哈，但回过头来看还是挺值的。