目录

一、原理

1.1数码管

1.2 74HC595

二、编码说明

2.1 数码管字模

2.2十六进制数字模编码参考

三、程序设计

3.1 原理图

3.2 逻辑分析

3.3 配置方法和参考代码

3.4 参考例程

扩展板使用3位5161AS数码管。

5161AS数码管引脚图：

5161AS数码管原理图：

从上图可知，5161AS数码管为共阴极数码管。每位数码管由八个LED组成，其中a--g显示数字，h显示小数点。

扩展板使用74HC595芯片。74HC595是一个8位串行输入、并行输出的位移缓存器，其中并行输出为三态输出。

注：可能原理图上使用的是74LS595。74HS595为CMOS芯片，74LS595为TTL芯片，两者在功能上类似，使用上也一样。

74HC595芯片引脚图：

14脚：，串行数据输入引脚

12脚：，存储寄存器时钟输入引脚。上升沿时，数据从移位寄存器转存至 存储寄存器。存储寄存器与数码管直接连接，即存储寄存器的值直接控制数码管的显示。

11脚：，移位寄存器时钟引脚，上升沿时，移位寄存器中的数据整体后移，并接受新的数据(从DS输入)。具体可参考数电课本关于移位寄存器的讲解。

10脚：,低电平时，清空移位寄存器中已有的数据，一般不用，接高电平即可。

13脚：，输出使能控制脚，它是低电才使能输出，所以接GND

9脚：串行数据输出引脚。当移位寄存器中的数据多于8位时，最先进入移位寄存器的数据将会溢出，并从该引脚串行输出。用于多个74HC595芯片的级联。

1-7脚：Q1-Q7并行输出引脚

时序图

八位二进制数（即一个字节）控制一个数码管，从高位到低位依次控制h、g、f、e、d、c、b、a，1亮0熄。

注：本编码方式的解码，应从最高位开始读取，即首先将一字节的字模数据的最高位与1做与（&）运算以此读取高一位（即h），然后将数据左移一位，通过相同的方法读取高二位（即g）。

例：将字符0进行编码

解：通过观察前面列举的数码管引脚图可知，要想使之显示字符0，需要a,b,c,d,e,f这几个LED灯亮，而其余的g,h这两个LED灯灭。因此字符0的字模二进制编码应为：0011 1111（hgfe dcba）。转换成十六进制为0x3f。

扩展板数码管原理图如下：

排针原理图如下：

综合两个原理图可知，MCU可通过PA1，PA2，PA3三个引脚驱动数码管。其中PA1与SER连接，向74HC595发送串行数据；PA2与RCLK连接，控制存储寄存器；PA3与SCK（即:SRCLK）连接，控制移位寄存器。

观察原理图可知，资源拓展板上共有三位数码管，其中DS1为最高位，DS3为最低位。每个数码管分别有一个595芯片控制。在三个595芯片中，U1为最高位，且其数据引脚SER直接与MCU连接，U2,U3为U1的级联。U2的SER引脚连接U1的，即输入U2的数据为U1经过移位寄存器移位后溢出的数据。U3以此类推。

在向595芯片传输字模数据时，应首先传DS3显示所需的字模数据，然后传DS2显示所需的字模数据，最后传DS1所需的字模数据。在经过移位寄存器移位后，各数码管显示所需的字模数据将一一对应。此时，再向存储寄存器发出上升沿脉冲信号（即RCLK置1），即可将信号输出芯片，用以控制数码管的显示。

在扩展板上使用跳线帽将排针P3的1,2,3号针脚分别与P4的1,2,3号针脚连接。

在CubeMX中，将PA1，PA2，PA3配置为推挽输出模式，无上下拉电阻，初始电位为低电平。

生成初始化代码后即可编写数码管的驱动代码。参考代码如下：