74ls164聯(lián)級應(yīng)用電路：串口連接兩個74LS164驅(qū)動2個LED

數(shù)碼管顯示

單片機(jī)的最小系統(tǒng)是單片機(jī)能夠工作的最小硬件組合，對于8051系列單片機(jī)，其電路的最小系統(tǒng)大致相同，主要包括電源、晶體振蕩電路、復(fù)位電路等。

串口

數(shù)據(jù)通信方式包括并行通信和串行通信兩種。并行通信就是多條數(shù)據(jù)線上同時傳送，其優(yōu)點(diǎn)：速度快，只適于近距離通信。串行通信就是數(shù)據(jù)以為以為的順序傳送，其優(yōu)點(diǎn)：線路簡單，成本低，適合遠(yuǎn)距離通信。

串行通信方式包括：異步串行通信和同步串行通信。異步方式，數(shù)據(jù)傳送不連續(xù)，時間間隔任意。同步方式，發(fā)送與接收同步。數(shù)據(jù)傳送方式：單工、半雙工、全雙工、多工。常見的串行通訊有：RS-232、RS-485、CAN總線等。

串行口控制寄存器包括：串行口控制寄存器SCON（控制工作方式）、電源控制寄存器PCON（控制波特率）。SM0、SM1選擇工作方式，SM2用于多機(jī)通信，REN允許接收控制位，TB8/RB8發(fā)送/接收數(shù)據(jù)D8位，TI/RI為發(fā)送/接收中斷標(biāo)志位。

74LS164

串行口工作于方式0，發(fā)送數(shù)據(jù)時，是把串行端口設(shè)置成“串入并出的”輸出口。將它設(shè)置為“串入并出”輸出口時，需外接1片“串入并出”同步移位芯片74LS164或CD4094，本次設(shè)計，用74LS164。

74LS164是8位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，具有DIP、SO14等多種封裝形式。其DIP封裝形式如上圖所示。

數(shù)據(jù)通過A或B之一串行輸入，任一輸入端可以用作高電平使能端控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入，兩個輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空。時鐘CP每次由低變高時，數(shù)據(jù)右移一位輸入到Q0。Q0是兩個數(shù)據(jù)輸入端A和B的邏輯與。

輸入的數(shù)據(jù)在Q0輸出，并依次右移在其它輸出端口輸出。

LED數(shù)碼管

LED數(shù)碼管是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的輸出設(shè)備，其特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。單片機(jī)系統(tǒng)常用7段LED數(shù)碼管，由8個發(fā)光二極管構(gòu)成。 LED數(shù)碼管分為共陽極和共陰極兩種。共陽極LED數(shù)碼管，就是8個LED陽極連接在一起再接高電平。共陰極LED數(shù)碼管，就是8個LED陰極連接在一起再接地。通過相應(yīng)的LED顯示，呈現(xiàn)出對應(yīng)的數(shù)字、符號。

‘串入并出’驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示

本次設(shè)計，對撥碼開關(guān)進(jìn)行撥動，從而將信息傳遞給單片機(jī)，再由單片機(jī)通過串口工作在方式0將數(shù)據(jù)串行輸出給74LS164，由74LS164并行輸出給LED數(shù)碼管，進(jìn)行相應(yīng)的顯示。實(shí)際操作中，撥碼開關(guān)低四位控制一個74LS164驅(qū)動一個LED數(shù)碼管，而撥碼開關(guān)高四位控制另一個74LS164驅(qū)動另一個LED數(shù)碼管，使兩個LED數(shù)碼管獨(dú)立顯示。

本次設(shè)計涉及到，串口工作方式。串口工作于方式0時，其功能為8位移位寄存器，相當(dāng)于I/0口的擴(kuò)展，再連接74LS164芯片既可實(shí)現(xiàn)“串入并出”的功能。使用查表法，將撥碼開關(guān)的2進(jìn)制數(shù)和LED代碼建立一一對應(yīng)關(guān)系，其中用到了一些編程小技巧。設(shè)計中，又遇到另外一個問題，74LS164級聯(lián)問題，我在網(wǎng)上搜尋了一些問題的答案，再看了書上對74LS164的介紹，于是得到了算是一些結(jié)論吧。將74LS164最后一個輸出端，連在另外一個74LS164的A、B之一的數(shù)據(jù)輸入端，就構(gòu)成了級聯(lián)。在程序中每一次循環(huán)向串口緩存器發(fā)送兩次8位數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)兩個LED數(shù)碼管獨(dú)立顯示（0~F）。

系統(tǒng)原理圖設(shè)計

系統(tǒng)所需元器件包括：AT89C51、瓷片電容CAP30pF、晶振CRYSTAL、電阻RES、電解電容22uF、共陽數(shù)碼管7SEG-COM-AN-GRN、撥碼開關(guān)DIPSW_8、74LS164-IEC、總線。系統(tǒng)設(shè)計原理圖如圖3.1所示。

圖3.1 系統(tǒng)設(shè)計原理圖

程序設(shè)計流程圖

程序

#include“reg51.h”

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

const uchar tab［］={0xC0，0XF9，0XA4，0XB0，0X99，0X92，0X82，0XF8，0x80，0X90，0X88，

0X83，0XC6，0XA1，0x86，0X8E}; //LED代碼（0~F）

void main（void）

{

uchar i=0; //變量初始化

uchar j=0;

uchar m=0;

uchar k=0;

SCON=0X00; //設(shè)置串口工作方式為方式0

SBUF=0XC0;

while（TI==0）;

TI=0;

while（1）

{

while（P1==i）; //查詢撥碼開關(guān)是否有變化

i=P1;

j=~i;

m=j&0xf0; //取撥碼開關(guān)高四位

k=j&0x0f; //取撥碼開關(guān)低四位

m=m》》4; //高四位移到低四位建立對應(yīng)關(guān)系

SBUF=tab［k］; //查表賦值

while（TI==0）; //判斷是否發(fā)送完畢

TI=0;

SBUF=tab［m］; //查表賦值

while（TI==0）; //判斷是否發(fā)送完畢

TI=0;}}

系統(tǒng)仿真結(jié)果圖如圖所示。