stm32f0R8t6学习串转并口74HC595实验

ID:111475 · 发表于 2016-3-30 19:56

      因为器材都放在学校，所以就没法做这个实验，不过，这是我曾经做过的实验。
            本次主要两种串转并的器件（74hc164,74hc595）实验io拓展的功能，可能网上也有历程，不过这是我自己编写，所以记忆犹深。
            在学习数电的过程中有学习这两种器件，但我不知道为什么我买来的开发板都没有用这个器件，所以很纳闷，就在百度在搜了下74hc595的资料。

      74HC595是硅结构的CMOS器件，兼容低电压TTL电路，遵守JEDEC NO.7A标准。
                     74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和存储器有相互独立的时钟。
                     数据在SH_cp（移位寄存器时钟输入）的上升沿输入到移位寄存器中，在ST_cp（存储器时钟输入）的上升沿输入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。
                     移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。
                     8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻关断状态。三态。
                     将串行输入的8位数字，转变为并行输出的8位数字，例如控制一个8位数码管，将不会有闪烁。

      中文名74HC595类别存储器功能数据存储结构硅结构的CMOS器件

      特点    8位串行输入 /8位串行或并行输出存储状态寄存器，三种状态
      输出寄存器（三态输出：就是具有高电平、低电平和高阻抗三种输出状态的门电路。）可以直接清除 100MHz的移位频率

      输出能力       并行输出，总线驱动；串行输入；标准中等规模集成电路
      595移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。
      参考数据
      Cpd决定动态的能耗，
      Pd=Cpd×VCC×f1+∑(CL×VCC^2×f0)
      F1=输入频率，CL=输出电容 f0=输出频率（MHz） Vcc=电源电压

      引脚说明

74HC595

符号	引脚	描述
Q0--Q7	第15脚，第1-7脚	8位并行数据输出，
GND	第8脚	地
Q7’	第9脚	串行数据输出
MR	第10脚	主复位（低电平）
SHCP	第11脚	移位寄存器时钟输入
STCP	第12脚	存储寄存器时钟输入
OE	第13脚	输出有效（低电平）
DS	第14脚	串行数据输入
VCC	第16脚	电源

      使用方法    74595的数据端：
      Q0--Q7: 八位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。
      Q7': 级联输出端。将它接下一个595的SI端。
      DS: 串行数据输入端。
      74595的控制端说明：
      /MR(10脚): 低电平时将移位寄存器的数据清零。通常我将它接Vcc。
      SH_CP(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。Q1->Q2-->Q3-->...-->Q7;下降沿移位寄存器数据不变。(脉冲宽度：5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级)
      ST_CP(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。通常我将ST_CP置为低点平，当移位结束后，在ST_CP端产生一个正脉冲(5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级)，更新显示数据。
      /OE(13脚): 高电平时禁止输出(高阻态)。如果单片机的引脚不紧张，用一个引脚控制它，可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。
      注1)74164和74595功能相仿，都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。74164的驱动电流(25mA)比74595(35mA)的要小,14脚封装，体积也小一些。
      2)74595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。
      3)595是串入并出带有锁存功能移位寄存器，它的使用方法很简单，在正常使用时ST_CP为低电平， /OE为低电平。595是串入并出带有锁存功能移位寄存器，它的使用方法很简单，如下面的真值表，在正常使用时ST_CP为低电平， /OE为低电平。从DS每输入一位数据，串行输入时钟SH_CP上升沿有效一次，直到八位数据输入完毕，输出时钟ST_CP上升沿有效一次，此时，输入的数据就被送到了输出端。
      595具体使用的步骤:
      第一步：目的：将要准备输入的位数据移入74HC595数据输入端上。
      方法：送位数据到_595。
      第二步：目的：将位数据逐位移入74HC595，即数据串入
      方法：SH_CP产生一上升沿，将DS上的数据移入74HC595中.从低到高
      第三步：目的：并行输出数据。即数据并出
      方法：ST_CP产生一上升沿，将由DS上已移入数据寄存器中的数据
      送入到输出锁存器。
      说明：从上可分析：从SH_CP产生一上升沿(移入数据)和ST_CP产生一上升沿(输出数据)是二个独立过程，实际应用时互不干扰。即可输出数据的同时移入数据。[1]

相关注释
H=高电平状态
      L=低电平状态
      ↑=上升沿
      ↓=下降沿
      Z=高阻态
      NC=无变化
      ×=无关系
      当MR为高电平，数据在SHCP上升沿进入移位寄存器，在STCP上升沿输出到并行端口，OE为使能端，低电平有效，当OE为低时，输出使能，为高关闭使能，并不影响其他输入端。

真值表

      程序样例    DS接MOSI,OE/GND接GND,SH_CP接SCLK,ST_CP接使能信号BIT0@P1,MR/VCC接POWER,如果不需要16位,改US16B,不使用H寄存器即可,还有SPI工作期间可以进入低功耗,也可以执行指令.

                        补充内容：
                                                                                                                                                                                                论坛不知道怎么的，刚写了一半就发表了，好吧，那就从新在写下。    74hc595，在我眼中，有点像spi的样子，不过，他只出不进，也没有什么协议。就是用的很普遍的移位寄存器及锁存器。只不过，由于现在一一些器件都集成了spi或者iic等协议，不需要串转并的接口，但一般场合下，用下也无伤大雅，所以我就抠门的想到了用这款芯片。    我选用的一款stm32f0开发板，一个74hc595芯片，一个一段共阴数码管。借鉴青风电子的库函数，写了下自己的串转并的程序。    不知道为什么无法上传文件压缩包，那我就在在此贴上我的程序呗。

led.c

/******************** (C) COPYRIGHT 2011 青风电子 ********************
* 文件名：led.c
* 描述：
* 实验平台：青风stm32f051开发板
* 描述：led驱动函数
* 作者：青风
* 店铺：qfv5.taobao.com
**********************************************************************************/
#include "led.h"
/**********************************************/
/* 函数功能； led灯初始化 */
/* 入口参数：无 */
/**********************************************/
unsigned char code_hex[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,
0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x76,0x73,0x3e,0x00
};
void LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = SDATA_595 |SCLK_595| RCK_595 ;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed =GPIO_Speed_Level_3;
GPIO_Init(RCK_PORT, &GPIO_InitStruct);
GPIO_SetBits(RCK_PORT, SDATA_595 |SCLK_595| RCK_595 );
}
void delay(u8 i)
{
while(i--);
}
/**********************************************/
/* 函数功能；打开led灯 */
/* 入口参数：无 */
/**********************************************/
void SDATA_0(void)
{
GPIO_ResetBits(RCK_PORT, SDATA_595 );
}
/**********************************************/
/* 函数功能；关掉led灯 */
/* 入口参数：无 */
/**********************************************/
void SDATA_1(void)
{
GPIO_SetBits(RCK_PORT, SDATA_595);
}
/**********************************************/
/* 函数功能；led翻转 */
/* 入口参数：无 */
/**********************************************/
void SCLK_0(void)
{
GPIO_ResetBits(RCK_PORT, SCLK_595 );
}
void SCLK_1(void)
{
GPIO_SetBits(RCK_PORT, SCLK_595 );
}
void RCK_0(void)
{
GPIO_ResetBits(RCK_PORT, RCK_595 );
}
void RCK_1(void)
{
GPIO_SetBits(RCK_PORT, RCK_595 );
}
void write_595(u8 temp) //上升沿将数据写入寄存器
{
u8 i,temp0;
SCLK_0();
for(i=0;i<8;i++)
{
temp0=temp<<i ;
if(temp0&0x80)
SDATA_1();
else SDATA_0();
SCLK_1();
// delay(100);
SCLK_0();
}
}
void out_595(void)//上升沿输出数据
{
RCK_0();
// delay(100);
RCK_1();
RCK_0();
}
void buffer_595(u8 temp)
{
write_595(temp);
out_595();
}