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文章目录
- 数码管结构
- 移位寄存器
- 原理图
- 移位寄存器数据流程
- 移位寄存器控制流程
- 移位寄存器串联
- 实现数码管显示
数码管结构
共阴与共阳
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起，形成公共阳极（COM）的数码管，共阳数码管在应用的时候，应该将 COM 端口接到正极，当某一段发光二极管的阴极为低电平的时候，相对应的段就点亮，当某一字段的阴极为高电平的时候，相对应段就不亮。
1位数码管
2位数码管
4位数码管
移位寄存器
74HC595 是一款 8 位 CMOS 移位寄存器。8 位并行输出端口为可控的三态输出，一 个串行输入端口，可以实现多级芯片串行控制，组成 8n 位（n 为芯片数量）并行输出 。
优点：通过逻辑操作来控制LED的状态，少量的引脚控制更多的状态。
原理图
移位寄存器数据流程
移位寄存器的引脚：
- LATCH_CLOCK: 锁存时钟
- SHIFT_CLOCK: 移位时钟
- A: 数据输入信号管脚
- QA~QH: 将二进制数据信号转化为高低电平输出给数码管
- SQH: 串行数据输出管脚
上图帮我们认识了几个管脚的作用：
● A：数据信号输入
● QA~QH: 高低电平输出
同时再次加深了我们对74HC595功能的理解：将二进制数据转换为高低电平的一个工具。
移位寄存器控制流程
数量流程中，数据变成高低电平过程清楚了。但是数据是给到芯片的，给这个过程是比较讲究的。
也就是我们传统说法，要按照规矩来传递数据。数据传递是要通过协议的。
我们通过 数据输入信号管脚(原理图上标记为A)来输入数据。我们必须清楚的知道，一个引脚给数据，其实就是给高低电平信号，一个高低电平信号只能表示一个bit，而我们又8给输出口，理论上需要给8次高低电平才能满足8个端口的输出要求。但是如何去界定8给高低电平呢，就需要用时间去界定。提供了两个引脚：
- LATCH_CLOCK: 锁存时钟引脚
- SHIFT_CLOCK: 移位时钟引脚
移位：由低电平变为高电平，表示记录一个位的电平。
锁存：由低电平变为高电平，表示将记录的数据应用到电路中。
移位寄存器串联
本案例中是有两个移位寄存器U1和U2的。分别关注两个移位寄存器的A和SQH.
通过流程我们可以明确以下结论:
- 移位寄存器通过A输入数据
- 移位寄存器通过SQH输出数据
- 两个移位寄存器通过将一个的SQH输出到另外一个的输入A口，两个移位寄存器就串联了
- 末端的移位寄存器输出口悬空表示不输出
- 数据会传递到末端，也就是数据会先填充的是末端。
串联后控制流程需要有所改变，改变如下：
实现数码管显示
#include "Config.h"
#include "GPIO.h"
#include "Delay.h"#define NIXIE_DI P44 // 数据输入
#define NIXIE_SCK P42 // 移位寄存器
#define NIXIE_RCK P43 // 锁存寄存器void GPIO_config(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //结构定义GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4; //指定要初始化的IO,GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PPGPIO_Inilize(GPIO_P4, &GPIO_InitStructure);//初始化
}#define GET_BIT_VAL(byte, pos) (byte & (1 << pos))int main() {char i;u8 a_dat = 0x12; // 0001 0010 字母位 5.//&1000 0000u8 b_idx = 0x1F; // 0001 1111 数字位 GPIO_config();// 显示 7.// 0111 1000// 先发字母位 (控制显示的内容)// 8bit，先发出去的会作为高位for(i = 7; i >= 0; i--){ // 0点亮NIXIE_DI = GET_BIT_VAL(a_dat, i);// 寄存器的移位操作NIXIE_SCK = 0;NOP2();NIXIE_SCK = 1;NOP2();}// 再发数字位 （控制显示哪几个）// 1111 1011// 7.7.空7. 7.7.7.7. -------------------与二级制是反向for(i = 7; i >= 0; i--){ // 只要不是0，就是高电平NIXIE_DI = GET_BIT_VAL(b_idx, i);// 寄存器的移位操作NIXIE_SCK = 0;NOP2();NIXIE_SCK = 1;NOP2();}// 锁存操作NIXIE_RCK = 0;NOP2();NIXIE_RCK = 1;NOP2();while(1) {}
}
