74hc595(利用74hc595芯片实现多路LED控制)
引言
在对单片机进行物联网开发时，经常会遇到需要控制大量LED灯的情况，如果采用直接驱动，会造成大量IO口的占用，不利于程序的开发和设计。而采用串行-并行转换芯片74hc595，可以大大减少单片机的IO口占用，在实际的开发项目中具有广泛的应用。
74hc595芯片的使用原理
74HC595是一种透明存储的8位移位寄存器，采用串行输入-并行输出数据的方式，实现了将串行数据转换为并行数据的作用。该芯片的原理是将串行数据从DS引脚输入，通过锁存器进行存储，在ST_CP锁存端口输出使锁存器的数据传输到并行数据转换器寄存器，此时的寄存器数据就可以用来控制数码管、LED等外设。
控制LED灯的实现方法
将74hc595芯片的SCLK、RCLK、DS分别连接到单片机的相应IO口上，通过程序向DS引脚输入二进制数据，然后结合输出使能OE引脚和时钟CLK进行控制，就可以实现对LED灯的控制。需要注意的是，因为该芯片是透明存储，所以需要将数据存储到寄存器中，再进行引脚输出，具体*作流程如下：1.将DS设为低电平2.输出BIT0~BIT7数据在DS上3.将DS拉高电平，SDI数据传输完成，从正序被存储在第一级寄存器中；4.输出一次脉冲将数据从第一级移动到第二级5.输出一次脉冲将数据从第二级移动到第三级6.输出一次脉冲将数据从第三级移动到第四级7.输出一次锁存（拉锁存线由低电平至高电平，数据存储到门外D型锁存器中）8.通过输出使能OE引脚，从锁存器中读取数据，通过Q0~Q7引脚输出并驱动LED
实例演示
以下为使用 Arduino UNO 板的案例。 引脚接线如下：
- DS(pin14)-13号口
- OE(pin13)-12号口
- ST_CP(pin12)-11号口
- SH_CP(pin11)-10号口
- Q0~Q7为控制8个LED的引脚
“`c++#define DS 13 //定义DS的引脚号 #define OE 12 //定义OE的引脚号#define SH_CP 10 //定义SH_CP的引脚号#define ST_CP 11 //定义ST_CP的引脚号void delay_595() //函数定义：595芯片时间延迟函数{ delayMicroseconds(1);}void hc595_sendbyte(unsigned char dat){ unsigned char i; for(i=0;i<8;i++) //发数起始位，低位先行 { if(dat&0x80) digitalWrite(DS,HIGH); else digitalWrite(DS,LOW); dat=dat<<1; //移出数高位 digitalWrite(SH_CP,LOW); //移位脉冲低电平有效 delay_595(); digitalWrite(SH_CP,HIGH); delay_595(); } //一次数据已全部移出 digitalWrite(ST_CP,LOW); //锁存脉冲低电平有效 delay_595(); digitalWrite(ST_CP,HIGH); delay_595(); //595芯片获得动力}void setup(){ pinMode(DS,OUTPUT); pinMode(OE,OUTPUT); pinMode(SH_CP,OUTPUT); pinMode(ST_CP,OUTPUT); digitalWrite(OE,HIGH); //OE导通，LOW 不导通}void loop(){ unsigned char i; hc595_sendbyte(0xff); //LED0~LED8全部点亮 delay(1000); hc595_sendbyte(0x00); //LED0~LED8全部熄灭 delay(1000);}```
总结
通过使用74hc595芯片，可以有效减少单片机IO口的占用，实现多路LED的控制，具有广泛的应用前景。在实际的应用中，需要根据具体的情况选择芯片型号和对应的电路设计方案，才能发挥该芯片的最大效益。
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