樹莓派GPIO入門08-使用74HC595芯片驅動數碼管（二）

我們學習了如何利用74HC595這塊顯示驅動芯片來驅動1位8段數碼管的方法。并逐一講解了該芯片各引腳的功能。細心的童鞋可能注意到了，上次我們有一個Q7S引腳沒有用到。這一篇我們就用這個引腳來級聯兩塊74HC595芯片同時驅動8個8段數碼管。在兩塊74HC595芯片的配合下，同樣只需要3個GPIO口就能驅動八只8段數碼管。而如果直接用GPIO驅動則需要至少16個GPIO口，節省了13個GPIO！而且按照本文的方法，你還可以級聯更多的74HC595芯片，每多級聯一片就能多驅動8只數碼管，而需要的IO口仍然只有3個！媽媽再也不用擔心我的IO口不夠用了。

最終效果

視頻演示

硬件

74HC595顯示芯片 X 2
共陽（或共陰）4位數碼管 X 2
硬件圖由于大面包板已經被我插滿了，所以用另一塊小面包板來安放第二片74HC595

原理說明

我們已經知道，每次制造一次移位寄存器時鐘引腳的上升沿，74HC595都會在這個上升沿將DS引腳上的數據存入內部的移位寄存器D0，同時D0原來的數據會順移到D1，D1的數據位移到D2。。。D6的數據位移到D7。而D7的數據會被輸出到引腳Q7S上，如果Q7S引腳沒有被使用，那么這一位數據就被丟掉了。
如果我們將Q7S引腳連接上另一塊74HC595的DS引腳并保證兩塊芯片上的移位時鐘的上升沿同時發生（將兩塊芯片的SHCP連在一起即可）的話，第一塊74HC595的串行輸出引腳Q7S就變成了第二塊74HC595的串行輸入數據源。Q7S上的數據會繼續移位到第二塊74HC595芯片的移位寄存器D0里（同樣的，D0→D1→D2→…→D6→D7→Q7S）。
16位數據全部這樣串行傳輸完畢后，制造兩塊芯片的鎖存時鐘STCP的上升沿（跟SHCP一樣，兩塊芯片的STCP連在一起即可）即可同時輸出16位數據。
利用上述級聯原理加上前一篇學習的內容，我們可以這樣靜態驅動2只數碼管：兩只數碼管的共陽(陰)極連接VCC(GND)，第一片595的Q0-Q7連到第一個數碼管的A-G，Dp上，級聯的第二片595的Q0-Q7連到第二只數碼管的A-G,Dp上，然后用3根GPIO口驅動兩片級聯的74HC595芯片，連續串行輸入兩個數字的顯示碼共16位數據，然后同時制造鎖存上升沿，將兩個數字的顯示碼分別輸出到兩只數碼管上即可。這樣連接的話，N片級聯的74HC595就能驅動N只數碼管了。（咦，說好的驅動8位數碼管的呢）
上面的做法當然沒問題，而且有一個優點是靜態顯示所以顯示很穩定，有興趣自己試著做一下。缺點是浪費芯片，價格倒不貴可是連線復雜，占用電路板面積太多。本文采用動態掃描（原理參見本系列第5篇）的方式來使用兩塊級聯的74HC595芯片驅動8位數碼管。原理也很簡單，稍微調整一下硬件的連接方式和傳輸數據的方式即可。
依然是兩塊74HC595級聯，第一塊595的輸出引腳連到所有數碼管的段引腳上（8只數碼管的A-G,Dp引腳連在一起）,第二塊595的輸出引腳Q0-Q7分別連上8只數碼管的共陽(陰)極上。第一塊芯片的輸出決定了數碼管上顯示什么數字。而8只數碼管中哪一只會被點亮則取決于第二塊芯片哪只數碼管的共陽(陰)端是高(低)電平。
由于在我的硬件連接里，級聯的第二塊74HC595是負責位選的，所以應該先發送8位位選信號，再發送8位段選信號，在連續發完了16位數據以后，第一塊74HC595的移位寄存器里保存著8位的段選信息，而在第二塊74HC595的移位寄存器里保存著8位的位選信息。由于兩片芯片的STCP是連在同一個GPIO口的，這個時候如果制造一次STCP的上升沿，兩塊595的位移寄存器里的數據會同時保存到自己的鎖存器里，由于我的使能端OE連在GND始終有效，鎖存器里的數據就直接輸出到了芯片的輸出引腳上。第二塊芯片的8根輸出引腳連接的是8位數碼管的共陽端。只有輸出高電平的引腳連接的數碼管才會被點亮。
當然如果你喜歡，你也可以讓8個數碼管全部同時點亮，你只要讓第二塊595輸出11111111就行了。不過顯示的數字都是一樣的。想顯示不同的數字就要進行動態掃描，每次輸出一個數字的顯示碼跟一個位選碼，快速循環切換顯示即可。

跟上一篇一樣，我也做了一個動畫幫助你理解級聯的過程。這個動畫一開始已經是傳輸完前8位位選數據的狀態了，動畫里的位選數據是1000000，點亮第一個數碼管，顯示的內容由后8位段選數據決定，動畫里是數字5。
74HC595

硬件連接

模塊1引腳模塊2引腳74HC595_1Q0數碼管1/2DP74HC595_1Q1數碼管1/2G74HC595_1Q2數碼管1/2F74HC595_1Q3數碼管1/2E74HC595_1Q4數碼管1/2D74HC595_1Q5數碼管1/2C74HC595_1Q6數碼管1/2B74HC595_1Q7數碼管1/2A74HC595_1Q7S74HC595_2DS74HC595_2Q0數碼管1DIG1的共陽極74HC595_2Q1數碼管1DIG2的共陽極74HC595_2Q2數碼管1DIG3的共陽極74HC595_2Q3數碼管1DIG4的共陽極74HC595_2Q4數碼管2DIG1的共陽極74HC595_2Q5數碼管2DIG2的共陽極74HC595_2Q6數碼管2DIG3的共陽極74HC595_2Q7數碼管2DIG4的共陽極樹莓派GPIO1374HC595_1DS樹莓派GPIO1974HC595_1/2SHCP樹莓派GPIO2674HC595_1/2SHTP樹莓派VCC74HC595_1/2VCC,MR樹莓派GND74HC595_1/2GND,OE

代碼（Python）

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172

#!/usr/bin/env python# encoding: utf-8import RPi.GPIOimport time# 串行數據輸入引腳連接的GPIO口DS = 13# 移位寄存器時鐘控制引腳連接的GPIO口——上升沿有效SHCP = 19# 數據鎖存器時鐘控制引腳連接的GPIO口——上升沿有效STCP = 26RPi.GPIO.setmode(RPi.GPIO.BCM)RPi.GPIO.setup(DS, RPi.GPIO.OUT)RPi.GPIO.setup(STCP, RPi.GPIO.OUT)RPi.GPIO.setup(SHCP, RPi.GPIO.OUT)RPi.GPIO.output(STCP, False)RPi.GPIO.output(SHCP, False)# 通過串行數據引腳向74HC595的傳送一位數據def setBitData(data):# 準備好要傳送的數據RPi.GPIO.output(DS, data)# 制造一次移位寄存器時鐘引腳的上升沿（先拉低電平再拉高電平）# 74HC595會在這個上升沿將DS引腳上的數據存入移位寄存器D0# 同時D0原來的數據會順移到D1，D1的數據位移到D2。。。D6的數據位移到D7# 而D7的數據已經沒有地方儲存了，這一位數據會被輸出到引腳Q7S上# 如果Q7S引腳沒有被使用，那么這一位的數據就被丟掉了。# 而如果將Q7S引腳連接到另一塊74HC595上的DS引腳，# 那么這一位數據就會繼續位移到第二塊595芯片的位移寄存器里去。# 這就是多塊595芯片級聯的原理。RPi.GPIO.output(SHCP, False)RPi.GPIO.output(SHCP, True)# 指定第dig位(1-8)數碼管顯示數字num(0-9)，參數showDotPoint是顯示不顯示小數點（true/false）# 由于我使用的數碼管是共陽數碼管，所以設置為低電平的段才會被點亮# 如果你用的是共陰數碼管，那么要將下面的True和False全部顛倒過來，或者統一在前面加上notdef showDigit(dig, num, showDotPoint):# 由于在我的硬件連接里，級聯的第二塊74HC595是負責位選的，# 所以應該先發送8位位選信號，再發送8位段選信號，在連續發完了16位數據以后，# 第一塊74HC595的移位寄存器里保存著8位的段選信息，而在第二塊74HC595的移位寄存器里保存著8位的位選信息。# 由于兩片芯片的STCP是連在同一個GPIO口的，這個時候如果制造一次STCP的上升沿，# 兩塊595的位移寄存器里的數據會同時保存到自己的鎖存器里，由于我的使能端OE連在GND始終有效，鎖存器里的數據就直接輸出到了芯片的輸出引腳上。# 第一塊芯片的8根輸出引腳連接的是所有數碼管共用的abcdefg,dp引腳，決定了數碼管上顯示什么數字。而8只數碼管中哪一只會被點亮則取決于哪只數碼管的共陽端是高電平。# 第二塊芯片的8根輸出引腳連接的是8位數碼管的共陽端。只有輸出高電平的引腳連接的數碼管會點亮。# 當然如果你喜歡，你也可以讓8個數碼管全部同時點亮，你只要讓第二塊595輸出11111111就行了。不過顯示的數字都是一樣的。# 想顯示不同的數字就要進行動態掃描，原理不再說明請參考本系列教程第5篇。for x in range(1,9):if (x == dig):setBitData(True)else:setBitData(False)if (num == 0) :setBitData(not showDotPoint) # DPsetBitData(True) # GsetBitData(False) # FsetBitData(False) # EsetBitData(False) # DsetBitData(False) # CsetBitData(False) # BsetBitData(False) # Aelif (num == 1) :setBitData(not showDotPoint)setBitData(True)setBitData(True)setBitData(True)setBitData(True)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(True)elif (num == 2) :setBitData(not showDotPoint)setBitData(False)setBitData(True)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(True)setBitData(False)setBitData(False)elif (num == 3) :setBitData(not showDotPoint)setBitData(False)setBitData(True)setBitData(True)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)elif (num == 4) :setBitData(not showDotPoint)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(True)setBitData(True)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(True)elif (num == 5) :setBitData(not showDotPoint)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(True)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(True)setBitData(False)elif (num == 6) :setBitData(not showDotPoint)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(True)setBitData(False)elif (num == 7) :setBitData(not showDotPoint)setBitData(True)setBitData(True)setBitData(True)setBitData(True)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)elif (num == 8) :setBitData(not showDotPoint)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)elif (num == 9) :setBitData(not showDotPoint)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(True)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)setBitData(False)# 移位寄存器的8位數據全部傳輸完畢后，制造一次鎖存器時鐘引腳的上升沿（先拉低電平再拉高電平）# 74HC595會在這個上升沿將移位寄存器里的8位數據復制到8位的鎖存器中（鎖存器里原來的數據將被替換）# 到這里為止，這8位數據還只是被保存在鎖存器里，并沒有輸出到數碼管上。# 決定鎖存器里的數據是否輸出是由“輸出使能端口”OE決定的。當OE設置為低電平時，鎖存器里數據才會被輸出到Q0-Q7這8個輸出引腳上。# 在我的硬件連接里，OE直接連接在了GND上，總是保持低電平，所以移位寄存器的數據一旦通過時鐘上升沿進入鎖存器，也就相當于輸出到LED上了。RPi.GPIO.output(STCP, True)RPi.GPIO.output(STCP, False)try:# 測試代碼while (True):# 8位數碼管顯示1-8，不顯示小數點for dig in range(1,9):showDigit(dig, 9-dig, False)time.sleep(0.001)except KeyboardInterrupt:pass# 最后清理GPIO口RPi.GPIO.cleanup()

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數碼管筆段a，低電平驅動數碼管筆段發光。? 2）測試步驟二發送字符‘0xFD’，更改上文代碼為：實驗現象：數碼管筆段a熄滅，筆段b被點亮。實驗現象分析：當向74HC595發送‘0xFD’時，Q1引腳輸出

2012-03-30 09:58:45

基于STM32F103C8T6的74HC595驅動8位數碼管模塊學習資料分享

基于STM32F103C8T6的74HC595驅動8位數碼管模塊學習相信很多玩STM32的小伙伴都用過數碼管來做什么數字時鐘、數字秒表、數字計數器等等數顯的有趣好玩的東西；我這里就簡單說明一下對數碼管

2021-12-07 09:30:14

大家好，用74hc595驅動共陰極數碼管，可以在公共端加一個數碼管限流嗎

大家好，用74hc595驅動共陰極數碼管，可以在公共端加一個限流電阻嗎，要是在數碼管的8個口加限流電阻太麻煩了，要是不加限流電阻，數碼管是不是很容易燒掉呢？

2018-07-12 22:04:56

如何使用74HC595D擴展樹莓派GPIO控制8顆LED發光二極管

使用74HC595D擴展樹莓派GPIO控制8顆LED發光二極管芯片概述74HC595和74HC595D 電氣特性管腳定義（左：74HC595D 右：74HC595）管腳符號管腳序號管腳含義備注QA158位并行數據輸出分別接8顆獨立的LED發光二極管QB1QC2QD3QE4QF5QG6...

2021-12-07 06:57:20

如何使用HAL 庫的SPI實現74HC595芯片控制

低電平。寫入第二個字節0000 0000控制中間74HC595芯片為低電平。寫入第三個字節0000 0001，控制左邊74HC595芯片引腳QA為高電平。在代碼的實現中可以使用三個數組分別表示74HC595芯片，改變其中的bit位可以改變當前芯片的引腳狀態。詳細原理就不做介紹，參照其他文章，下面講解CU

2021-12-07 07:17:32

如何使用單片機3個IO口+74HC595驅動驅動控制LCD1602液晶

最近一直在研究數碼管驅動芯片 74HC595最近老亂玩74HC595，發現它只能輸出，不能輸入。查找大量資料，從某個網友制作的mylib.c（NES）中獲得了一條指令：#define bin(_a,_b,_c,_d,_e,_f,_g,_h) ((_a)

2021-12-07 06:44:33

如何利用CC2530和74HC595實現數碼管動態顯示數字的效果？

數碼管的原理是什么？如何利用CC2530和74HC595實現數碼管動態顯示數字的效果？

2022-01-25 06:43:03

如何利用stm32的兩片74hc595芯片控制2個4位共陽極數碼管

基于stm32的兩片74hc595芯片控制2個4位共陽極數碼管程序基于stm32的兩片74hc595芯片控制2個4位共陽極數碼管程序#include "stm32f10x.h"

2021-12-07 08:59:58

如何利用兩個74HC595D驅動芯片控制三位數碼管顯示

兩個74HC595D驅動芯片控制三位數碼管顯示概述一.數碼管引腳及使用概述1.1位數碼管顯示方式2.3位數碼管3.3位數碼管電路圖二.74HC595D引腳及使用概述1. 74HC595引腳圖2.兩個

2021-12-07 07:28:29

如何利用兩個74HC595實現三個引腳實現數據的傳送

74HC595驅動8位段選數碼管利用兩個74HC595實現三個引腳實現數據的傳送以下是595各引腳作用：SHCP =P0^1; // 移位寄存器的時鐘輸入，數據輸入時鐘線STCP =P0^2

2021-12-07 06:57:07

如何實現74HC595驅動數碼管顯示

?4、數碼管顯示數碼管驅動電路采用2片74HC595芯片進行IO擴展，僅僅只需3Pin即可驅動需要16位引腳的數碼管。74HC595是一個8位串行輸入、并行輸出的位移緩存器。只有對74HC595

2021-12-07 07:29:59

如何解決74HC595的干擾問題

目前用74HC595控制LED和數碼管,在做脈沖群和打靜電時，LED不規律閃爍，論壇說加低通濾波，包地，加層等等，對于2000V脈沖群，如果片子本身有此種弱點，一直覺得添加抗干擾方案不能徹底解決問題，此種方案到底是否可行？

2018-12-03 09:25:25

想找人做塊小板，74hc595驅動數碼管

想找人做塊小板用來學習，用4片74hc595驅動12個0.36英寸的共陽數碼管（即24位）。自己不會畫板，請問請人設計這樣的板大概多少錢？板的尺寸小于10cm*10cm.望各位大神給點意見！！！！！！QQ2314144995

2016-10-14 11:55:18

求一個74hc595鏈接數碼管獨立按鍵加減1的程序

本帖最后由 tyxiaowu 于 2016-7-13 14:36 編輯求一個74hc595鏈接數碼管獨立按鍵加減1的程序如題謝謝大神們

2016-07-12 14:25:19

求一個74hc595鏈接數碼管獨立按鍵加減1的程序

求一個74hc595鏈接數碼管獨立按鍵加減1的程序如題謝謝大神小弟不會了

2016-07-13 14:37:48

用8位移位寄存器74HC595擴展RPi的GPIO接口

也要占4個，傳感器輸入至少需要一個，多玩幾個外設后接口就不夠用了。如果接口可以復用就可以讓樹莓派驅動更多的外設了，本文討論如何使用74HC595集成電路芯片來擴展樹莓派的GPIO接口。芯片介紹

2014-09-12 09:50:43

用74HC595驅動數碼管

用74HC595驅動一個共陽極數碼管，一直顯示著8這個數字不會變怎么回事？

2015-05-11 13:37:54

移位寄存器74HC595芯片編程的相關資料分享

移位寄存器74HC595芯片編程1. 硬件介紹原理圖：2塊595芯片用以拓展IO口0#595芯片控制數碼管段選和LCD1602數據傳輸腳1#595芯片控制數碼管位選74HC595性能簡介

2021-12-07 07:40:10

請問單片機是如何驅動74hc595的？

單片機是如何驅動74hc595的？74hc595具體使用的步驟是怎樣的？

2021-08-30 06:32:58

74HC595驅動8個LED電路

74HC595驅動8個LED電路

2010-02-25 15:43:02

7741

基于單片機的74HC595驅動靜態數碼管（IO端口輸出擴展）【匯編】

基于單片機的74HC595驅動靜態數碼管（IO端口輸出擴展）【匯編】

2015-12-31 10:35:23

基于單片機的74HC595驅動靜態數碼管（IO端口輸出擴展）【Ｃ語言】

基于單片機的74HC595驅動靜態數碼管（IO端口輸出擴展）【Ｃ語言】

2015-12-31 10:35:34

基于單片機的74HC595驅動靜態數碼管（IO端口輸出擴展）

基于單片機的74HC595驅動靜態數碼管（IO端口輸出擴展）【Ｃ語言＋匯編】

2016-01-06 11:08:03

基于單片機實現74HC595用做動態數碼管段選

基于單片機實現74HC595用做動態數碼管段選

2016-01-06 14:30:36

74HC595級聯驅動8位數碼管文件下載

兩片74HC595級聯動態驅動8位數碼管 51單片機

2017-08-31 17:08:22

111

74hc595與74hc573區別

本文拿74hc595與74hc573作比較，看看兩個區別在哪里。主要在工作原理和特點以及兩個芯片驅動數碼管的區別作了詳細分析比較，以供參考。

2017-10-23 15:23:34

14484

74hc595驅動4位數碼管電路連接圖及程序解析

本設計使用了一個4位的數碼管，為共陽型，為了節省單片機的IO口，使用了兩片74HC595作為數碼管的驅動芯片，共占用3個IO口。74HC595是8位的移位寄存器，串入并出，并具有鎖存功能，被廣泛的用于數碼管、點陣的驅動電路中。

2017-11-17 09:42:02

169818

74HC595數碼管顯示的動態掃描的介紹

一、學習要點：利用74HC595進行數碼管顯示，可以只占用３個單片機的I/O口就能完成數碼管顯示的功能。動態掃描方式則進一步節省了硬件資源，只使用２個74HC595就能顯示多達８位數碼管

2017-11-17 15:17:24

74hc595的主要功能（74hc595引腳圖及功能_工作原理及電壓_典型應用電路）

本文主要介紹74hc595的主要功能（74hc595引腳圖及功能_工作原理及電壓_典型應用電路）。應用電路：74HC595驅動LED的電路設計、基于74HC595流水燈設計。

2017-12-08 15:37:06

280960

基于74HC595單片機驅動數碼管設計

74HC595芯片是一種串入并出的芯片，在電子顯示屏制作當中有廣泛的應用。

2018-07-31 15:00:45

33148

FPGA視頻教程之SF-EP1C開發板基于74HC595的數碼管實驗資料說明

該實驗和以往的直接控制數碼管方式不同，它是通過兩片可以完成串并轉換功能的芯片74HC595來驅動數碼管的。將8位數據串行輸入74HC595，然后既可以得到同樣的8位串行輸出的數據，也可以得到8位并行輸出的數據。數據的輸入輸出都是由用戶給出的時鐘信號鎖存控制。

2019-03-05 14:16:30

單片機和74HC595驅動芯片對數碼管的控制設計

本設計使用了一個4位的數碼管，為共陽型，為了節省單片機的IO口，使用了兩片74HC595作為數碼管的驅動芯片，共占用3個IO口。

2019-03-22 15:04:21

9922

74hc595引腳圖及功能表

2021-07-01 10:10:29

31005

74hc595引腳圖及功能

74HC595是在單片機系統中常用的芯片之一，他的作用就是把串行的信號轉為并行的信號，常用在各種數碼管以及點陣屏的驅動芯片，使用74HC595可以節約單片機mcu的io口資源，用3個io就可以控制

2021-07-02 14:40:11

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樹莓派GPIO入門08-使用74HC595芯片驅動數碼管（二）

最終效果

硬件

原理說明

硬件連接

代碼（Python）

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