mBlock & Arduino（18）74HC595 与七段显示器

小小云提示：教程作者caterpillar是来自台湾的programmer（kinda），所以在一些专有名词的使用上会和我们这边使用的不太一样啦，不过作者也有标注出英文名称，大家自行转换哟(⁎⁍̴̛ᴗ⁍̴̛⁎)

---

在〈mBlock & Arduino（7）七段显示器之 HELLO！〉与〈mBlock & Arduino（17）四位数七段显示器〉都谈过七段显示器，直接使用 Arduino 来控制七段显示器的问题在于，它们会占用到 Arduino 上许多输出脚位，如果想减少 Arduino 上的脚位占用，那么可以使用 4511 或 74HC595 等驱动 IC，或者是选用市面上现成的七段显示器模组。

74HC595 工作原理

使用 74HC595，你可以使用三个脚位来控制八个输出，在正式看到 74HC595 脚位之前，可以先这么想，如果你想要最后八个输出为 10101101，那么一开始令 ST_CP 脚位为低电位，然后提供脚位 DS 高电位，如下图：

接着令 SH_CP 为高电位，将资料推入位移暂存器：

接着令 SH_CP 为低电位，DS 提供 0：

接着再令 SH_CP 为高电位，将资料推入位移暂存器，先前的 1 因此也被推进下一个暂存位置：

重复以上动作，继续将 101101 推入位移暂存器，成为以下状态：

此时令 ST_CP 为高电位，下方储存暂存器会复制位移暂存器的值：

这时储存暂存器的值就可以作为 Q0 到 Q7 脚位输出之用，接下来若要继续提供新的资料给位移暂存器，要令 ST_CP 为低电位，假设接下来又推进一个 1：

那么原先最左边的 1 被推至 Q7′，一个 74HC595 可以提供八个输出，如果想要提供 16 或更多输出，可以串接 74HC595，从上可知，串接方式就是将上一颗 74HC595 的 Q7′ 连接至下一颗 74HC595 的 DS。

连接七段显示器

实际的 74HC595 有 16 个脚位，除了上面谈到的 DS、SHCP、STCP、Q0 到 Q7 以及 Q7′ 之外，还有 VCC、GND、OE 与 MR 脚位：

OE 是指 Output Enable，设置为低电位时表示允许输出，因此在连接七段显示器时，可以直接与 GND 相连；MR 是指 Master Reset，设定为低电位时，表示清除暂存器所有资料。

之前谈到的 DS 表示 Serial data input；SHCP 表示 SHift register clock pin，又称为 Clock Pin；STCP 表示 STorage register clock pin，又称为 Latch Pin。

知道这些脚位的作用，接下来要连接七段显示器，就不是难事了，只要小心不要接错就好了，例如连接一个七段显示器：

实际上 Q0 到 Q7 脚位要怎么接，要看你的资料序列如何安排，上面这个电路图可以搭配以下的程式来依序显示 H、E、L、L、O：

注意！虽然我们没有用到七段显示器的小数点，不过，还是每次将八个数字推入暂存器，只是最后一个推入的数字是 0，以下是实际的效果：

74HC595 与七段显示器之一_腾讯视频

连接多个七段显示器

如果想要连接多个七段显示器，方式之一是串接多个 74HC595，每一次都准备好足够数量的位数，例如两个七段显示器可以如下连接线路：

如此，你可以维持三个输入脚位，但可控制十六个输出；另一个方式是 74HC595 结合多合一七段显示器，例如：

这样的话，只需要一个 74HC595，不过为了控制数字的轮流显示，需要多一个脚位，像上头四个数字，就需要再用到四个脚位，不过还是比不使用 74HC595 少了五个脚位了，下面这个程式可用来控制上头的七段显示器：

同样要记得，虽然没有使用到七段显示器的小数点，我们还是一样一次推入八个数字：

底下是实际的执行效果：

74HC595 与七段显示器之二_腾讯视频

当然，速度不够快，来写个在 Arduino IDE 中类似的程式：

底下是实际的执行效果：

74HC595与七段显示器之三_腾讯视频

---

感谢CodeData用户：caterpillar的贡献 著作权归作者所有

整理：宁波家电物联网云平台，中科极动云