164和165的使用

浅谈单片机系统中I/O的扩展--基于74HC164和74HC165在我们的单片机应用系统中，常常会遇到I/O口不够的情况。

譬如说接有外部RAM而且要求有16个以上的按键,8位数码管以上的显示。

而且还不包括其它的外围器件。

这时整个系统的I/O资源就很吃紧了。

系统的扩展性也不好。

这时我们就需要考虑对单片机的I/O进行扩展了。

虽然专门的I/O扩展芯片市场上也有不少，但对于我们一般的应用，没有必要整的那么复杂。

用一些简单的移位寄存器芯片一样可以实现我们的目标。

下面我们首先来认识一下74HC164这款芯片。

这款芯片的作用是把串行输入的数据并行输出。

注意，它没有锁存功能，在允许输出的情况下，每一个时钟的上升沿，数据依次从最低位移向最高位。

因此，在做数码管的输出显示的时候会出现拖影的想象，在设计此电路时要注意考虑此情况。

下面是它的引脚图。

A1,A2是数据输入端，一般情况下两者连在一起，作为串行数据的输入端。

Qa----Qh j就是并行数据的输出端了。

CLOCK 和RESET分别为时钟和复位端下面我们再看看它的真值表，有了真值表我们才知道如何正确的去编写程序去驱动它(其它复杂的器件还需要对照时序图编写相应的驱动程序)呵呵，怎么样，这个表很简单吧，相信大家都能够看的懂。

当Reset为低电平时不管时钟为高电平还是低电平也不管输入引脚A1,A2为何值，输出的并行数据均为低电平。

当Reset 为高电平时，只有在时钟的上升沿，A1A2上的值才被移位输出。

看懂了这张表那么剩下的事情就好办多了。

下面我以级联的8块74HC164驱动8位共阴的数码管为例来阐述它的用途。

当然它的用途并不仅仅在于此。

你可以发挥你的聪明才智去应用它到你的设计中。

以上的连接中Reset脚要全部接高电平。

所有的Clock引脚都要连接在一块。

第一块74HC164的AB引脚接在一块作为串行数据的输入端。

第二块74HC164的AB引脚接在第一块74HC164并行数据输出端的H脚上。

后面的接法依照第二块的接法依次级联下去。

接好后共引出四根引线。

其中电源两根。

一根时钟线。

一根串行数据输入线。

怎么样，节省了不少IO口吧~~下面看看如何写程序去驱动它。

(编译器keil Uv3)先看看下面的引脚连接及相关宏定义sbit io_74hc164_SCK = P3^7 ;sbit io_74hc164_SDA = P3^6 ;#define IO_74HC164_SCK_HIGH io_74hc164_SCK = 1 ;#define IO_74HC164_SCK_LOW io_74hc164_SCK = 0 ;#define IO_74HC164_SDA_INPUT io_74hc164_SDA下面是数码管的段码表可以根据不同的连接顺序去修改。

/***********************************************************a -- 4b -- 5c -- 6d -- 2e -- 0f -- 1g -- 3 dp -- 7***********************************************************/uint8 code DisplayTable[]={0x77,0x60,0x3D,0x7C,0x6A,0x5E,0x5F,0x70,0x7F,0x7E,0x7B,0x4F,0x17,0x6D,0x1F,0x1B,0x08 /*0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f - */ };void v_74hc164WriteData_f( uint8 Dat ) //向74HC164写一个字节的内容{ //即可并行输出该字节uint8 i = 0 ;uint8 SendData = Dat ;for( i = 8 ; i > 0 ; i-- ){IO_74HC164_SCK_LOWSendData <<= 1 ;IO_74HC164_SDA_INPUT = CY ;IO_74HC164_SCK_HIGH}}void v_HexToBcd_f( uint8 *P, uint16 Dat ) //BCD码的转化{uint8 i = 0 ;uint8 Temp ;if( Dat >= 40000 ) { i = 4 ; Dat -= 40000 ; }if( Dat >= 20000 ) { i += 2 ; Dat -= 20000 ; }if( Dat >= 10000 ) { i += 1 ; Dat -= 10000 ; }*P++ = i ;i = 0 ;if( Dat >= 8000 ) { i = 8 ; Dat -= 8000 ; }if( Dat >= 4000 ) { i += 4 ; Dat -= 4000 ; }if( Dat >= 2000 ) { i += 2 ; Dat -= 2000 ; }if( Dat >= 1000 ) { i += 1 ; Dat -= 1000 ; }*P++ = i ;i = 0 ;if( Dat >= 800 ) { i = 8 ; Dat -= 800 ; }if( Dat >= 400 ) { i += 4 ; Dat -= 400 ; }if( Dat >= 200 ) { i += 2 ; Dat -= 200 ; }Temp = Dat ; //这里换成8位数据,是为了加快速度if( Temp >= 100 ) { i += 1 ; Temp -= 100 ; }*P++ = i ;i = 0 ;if( Temp >= 80 ) { i = 8 ; Temp -= 80 ; }if( Temp >= 40 ) { i += 4 ; Temp -= 40 ; }if( Temp >= 20 ) { i += 2 ; Temp -= 20 ; }if( Temp >= 10 ) { i += 1 ; Temp -= 10 ; }*P++ = i ;*P = Temp ;}/*************************************************************************** Function: void v_74hc164DisplayNumber_f( uint8 data *Seg, uint8 Dot, int16 Dat ) ** Description: 在8位数码管数值以及两位自定义字符** * ** Parameter: *Seg : 指向存放自定义字符数据的地址** Dot : 小数点相对数值的显示位置(取值范围1~5,当取0 或者大于5的数值时,小数点不显示) ** Dat : 显示数据(有符号整型数据,取值范围-32768~32767) ***************************************************************************/ void v_74hc164DisplayNumber_f( uint8 data *Seg, uint8 Dot, int16 Dat ){bit zf = 1, OverWrite = 1, zf_lock = 1 ;uint8 i , j , k = 4 ;uint8 Buffer[5] ;if ( Dat < 0 ){zf = 0 ;Dat = ABS( Dat ) ; //如果是负数,则取其绝对值,并将负值标志位清0 }v_HexToBcd_f( Buffer, Dat ) ; //将数据每个位拆分,放在数组中最高位放在数组的第//一个成员for( i = 5 ; i >= 2 ; i-- ) //判断数据的位数(如1234,则位数为4){if( Buffer[ 5 - i ] > 0 ) break ; //判断出最高位不为0即可}if( ( Dot >= i ) && Dot < 6 ) i = Dot ; //如果小数点打在数字前面，则该数字前面添0.( 数//字12,小数点打在第四位,则合理的显示应该为0.0012)j = 5 - i ;for( ; i >= 1 ; i-- ) //显示数值{if( Dot == ( 5 - k ) ) //如果该位有小数,则显示应该加上一个'.'v_74hc164WriteData_f( DisplayTable[ Buffer[ k ] ] | 0x80 ) ;elsev_74hc164WriteData_f( DisplayTable[ Buffer[ k ] ] ) ;k-- ;}if( zf_lock ) //判断正负,如果为负值则显示'-'号,否则显示空{if( ( zf == 0 ) ){v_74hc164WriteData_f( 0x08 ) ;}else{v_74hc164WriteData_f( 0x00 ) ;}zf_lock = 0 ;}for( ; j > 0 ; j-- ) //多余的位显示空{v_74hc164WriteData_f( 0x00 ) ;}v_74hc164WriteData_f( Seg[ 1 ] ) ; //显示第一个自定义编码的字符v_74hc164WriteData_f( Seg[ 0 ] ) ; //显示第二个自定义编码的字符}我们要想显示数值，直接调用这个函数v_74hc164DisplayNumber_f( uint8 data *Seg, uint8 Dot, int16 Dat )就可以了。

看看显示效果。

其中PC是我们显示的自定义字形。

小数点的位置是用程序固定打在某处的。

以满足某些情况下的特殊要求。

仁者见仁，智者见智。

相信你弄懂了它的用法，就可以把它灵活的应用到你设计中去了。

下面让我们来认识另外一种芯片。

74HC165。

看它的名字就知道它和74HC164有那么一点点关系了。

我们之前已经知道了74HC164是串行输入并行输出的移位寄存器。

而74HC165恰好相反。

它是并行输入，串行输出。

用来作单片机系统的输入部分的扩展是一个不错的选择。

和上面一样。

我们在使用之前需要对这个芯片有一个明确的了解。

了解一个芯片最好的办法就是看它的DA TASHEET了。

有一份DATASHEET在手，自己先看看。

对它的引脚及功能特性要了解。