八位移位输出芯片在LED大屏幕显示中的应用
八位移位输出芯片在 LED 大屏幕显示中的应用
摘 要： 本文介绍了串行移位输入、八位并行带锁存输出芯片 74HC
595 的基本功能，利用 89C51 单片机控制该芯片驱动八段码(LED)组
成大屏幕显示屏，实现对纺织厂纺纱机的产量、车速、效率等参数的
显示。
关键词：单片机 ; 大屏幕显示 ; 脉冲
大屏幕显示以其显示清晰、更新方便等特点，在信息提
示中广泛应用，如车站/机场、证券交易系统及生产车间
的信息显示等。大屏幕显示方式分两种：点阵式和八段
码方式，前者显示信息灵活，功能强大，但控制较为复
杂，硬件成本较高；后者则应用八段码方式显示一些数
值信息，方便简单，价格低，在数字显示中被广泛应用。
目前，一般的数字式 LED 显示屏普遍采用单片机的串
行口或其它 I/O 口通过诸如串行输入并行输出芯片
74LS164 驱动。但是，这样有二点不足：一是单片机的
串行口被显示电路占用，便不能实现多机通讯，只能实
现单屏的显示；二是一般的串行输入并行输出芯片不带
输出锁存功能，且移位脉冲频率低，输出驱动电流小，
这使得显示屏有时会出现字符闪烁，显示不清，刷新速
度较慢，所以有时需要另加大功率驱动电路。
本文通过 89C51 单片机 I/O 口控制 74HC595(以下简称
595 )芯片直接驱动八段码，不占用其串行口，可以很
方便地构成大屏幕显示电路，并在纺织厂的信息显示中
得到了应用。
单片机控制 595 组成的 LED 显示屏
本文设计的数字式 LED 显示屏是用在对郑州国棉三厂纺
纱车间的技术改造过程中，对该车间的 240 台纺纱机的
产量、效率、车速等参数进行实时显示。根据该车间的
240 台纺纱机的分布位置不同,我们设计了五块显示屏,
每块显示屏由 4 行*12 列, 每个显示模块有 5 位 LED 数
码管组成, 可以分时显示 48 台纺纱机的产量、效率、车
速等信息。 产量、效率、车速等参数由上位机进行检测
后，经 RS-485 总线，将数据传送给下位机，下位机进
行数据处理、变换后，把相应的参数显示出来。
对每个显示模块中的数据输入及每位 LED 数码管的输出
驱动,我们采用具有串行移位输入、8 位并行带锁存输出
的 595 芯片。该芯片内部由数据移位触发器和三态输出
锁存器组成，有 16 个引脚。SI：串行输入数据;SCK：移
位时钟脉冲(输入); RCK：锁存时钟脉冲(输入)； SCLK
：复位清零信号(输入)；QA -QH：数据输出；QH*：向
下一片(位)的串行数据输出。595 输出电流大(35mA),可
以直接驱动八段码。其输出锁存功能，可以有效防止移
位输出时 LED 八段码的闪烁，其移位及锁存信号频率高，
最大值为 55MHz。这两个脉冲信号都采用上升沿触发。
每块显示屏由一片 89C51 下位机控制，其硬件电路如图
1 所示。
图1 显示屏硬件电路
图中,每个显示模块由 5 个 595 分别驱动 5 位八段码，
制成一块 PCB电路板,通过程序控制可以分时显示 48 台
纺纱机的产量、效率、车速等信息。6264 为接收参数及输
出显示参数 LED 段码的缓冲区,3082 为 RS-485 通讯接口
芯片。
每块显示屏中，第一行显示模块中的第一个 595 的移位
数据输入引脚 SI 分别由 89C51 的 P1.0 、P1.1 、P1.2
、P1.3 经 244 驱动后控制,其数据输出引脚 QH*依次接至
下一个 595 移位数据输入引脚 SI，该显示模块中的第五
个(最后一个)595 的数据输出引脚 QH*接至该列下一行
显示模块的第一个 595 数据输入引脚 SI。以此类推，直
至最后一行。而所有 595 芯片的移位脉冲 、锁存脉冲由
P3.4 、P3.5 经 244 驱动后提供。例如，显示产量时，把
存储在外部 RAM 中的产量信息，分四组，对应于显示屏
上的 4 列，在移位脉冲(P3.5)的作用下，依次经P1.0
、 P1.1 、P1.2 、P1.3 并行输出，当所有的产量信息都
移位输出后，再发出锁存脉冲 P3.4 。这样在该显示屏
相应位置(显示模块)便显示出 48 台纺纱机的产量值，
效率 、车速的显示方法相同。
图2 下位机显示软件主程序流程图
显示屏的软件设计
每块显示屏的软件包含两部分：通讯接收、数据处理及输出显示
摘要：
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八位移位输出芯片在LED大屏幕显示中的应用摘要：本文介绍了串行移位输入、八位并行带锁存输出芯片74HC595的基本功能，利用89C51单片机控制该芯片驱动八段码(LED)组成大屏幕显示屏，实现对纺织厂纺纱机的产量、车速、效率等参数的显示。关键词：单片机;大屏幕显示;脉冲大屏幕显示以其显示清晰、更新方便等特点，在信息提示中广泛应用，如车站/机场、证券交易系统及生产车间的信息显示等。大屏幕显示方式分两种：点阵式和八段码方式，前者显示信息灵活，功能强大，但控制较为复杂，硬件成本较高；后者则应用八段码方式显示一些数值信息，方便简单，价格低，在数字显示中被广泛应用。目前，一般的数字式LED显示屏普遍采用...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
价格：20光币
属性：13 页
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格式：DOC
时间：2023-06-28
