使用74LS164制作流水灯

使用74LS164制作流水灯

单片机初学者对于流水灯实验一定特别的熟悉，这个实验逻辑清晰，效果明显，在各类单片机以及微机控制相关材料中都会进行讲解。当我们学习了一段时间单片机之后，或者在进行单片机系统设计时，会发现51单片机的引脚有时并不是很够用，有时候需要尽量节省单片机I/O引脚。如何节省I/O引脚是我们在设计单片机系统时，经常需要考虑的一个问题。

下面以8个LED组成的流水灯效果的实现为例，讲解如何节省单片机的I/O引脚。

通常我们会采用如图1所示的电路图，通过单片机直接驱动8个LED，但是这种控制方式消耗了8个单片机引脚。

图1 常规流水灯电路

我们也可以使用三八译码器来完成流水灯的效果。其控制电路图如图2所示（这种控制方式在我之前上传的文档中有详细介绍，感兴趣读者可以查看）。这种控制方式虽然可以在一定程度上可以节省单片机I/O接口的使用，如下图所示，最少只需要使用3个I/O口。但是这种方式也存在一定的缺点，这种控制方式只能同时点亮1个LED 灯，如果想实现两个以及以上的LED灯点亮的效果，那么这种电路将无法直接实现效果。

图2 三八译码器拓展I/O口

下面我们看一下能够使用其他的芯片，来进一步降低单片机I/O 口的消耗。使用串行转并行芯片74LS164来制作流水灯效果，其控制原理图如图3所示。从原理图中可以看出，使用了74LS164芯片控制流水灯之后，只占用了单片机的两个I/O口。一个用于输出时钟脉冲，另外一个用于输出串行数据。

图3 74LS164控制流水灯原理图

与前面采用译码器控制的流水灯相比，使用74LS164控制的流水灯效果具有如下两个显著优点：

1.占用单片机I/O口少，最少仅为2个。

2.控制功能强大，74LS164驱动的流水灯点亮的个数没有限制，可以任意数量点亮。

编程思路：单片机以最快的速度通过串口控制8个LED灯的点亮状态，由于此过程极短，人眼无法分辨，通过延时函数稳定输出效果，并延时一定时间，再次以最快的速度通过串口控制8个LED灯的亮灭状态，并执行延时函数实现等待效果，如此反复，就可以实现流水灯的效果，且可以实现任意的流水灯的效果。

编程技巧：由于需要反复执行“单片机通过串口控制8个LED灯”的程序，可以将该程序通过子函数来实现简化程序的效果。

下面给出笔者编写的程序参考，读者可以根据自己的编程思路，完成不同的控制程序的编写。

C语言程序参考：

#include

#include

sbit P21=P2^1;

sbit P22=P2^2;

delay() //延时函数

{ unsigned char m;

int n;

for(m=0;m<100;m++)

for(n=0;n<1000;n++)

;

}

serial(unsigned char x) //串行输出函数{ char i;

for(i=7;i>-1;i--)

{P22=(x>>i)&1;

P21=0;

P21=1;

}

}

void main()

{ unsigned char y;

y=0XFE;

while (1)

{ serial(y);

delay();

y=_crol_(y,1); //循环移位

}

}

总结：在使用单片机进行控制系统原理图设计时，单片机的引脚不够用是设计者经常需要面临的问题。有时候，如果仅仅因为引脚不够，就更换更高级的单片机，往往会造成资源的浪费。如何节约单片机的资源，也是设计者经常需要考虑的问题。本文旨在通过一个简单的小例子起到抛砖引玉的效果，使读者在以后遇到类似问题时，多一个解决问题的思路。