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        基于74HC164的顯示驅動電路設計介紹|壹芯微

        返回列表來源:壹芯微 發布日期 2022-04-23 瀏覽:-

        基于74HC164的顯示驅動電路設計介紹|壹芯微

        家用電器智能化的重要特征之一是人機信息交互。用戶通過視覺、聽覺等途徑,了解家用電器的工作狀態,同時通過按鍵等輸入器件控制電器的工作。所以顯示器件是人機信息交互的重要組成部分,如今LCD、VFD、LED等各種顯示器件為智能化的家用電器帶來了無窮的魅力,目前主要芯片廠家都推出了各種專用顯示驅動芯片,并成為顯示驅動技術的主流。但是,白色家電的顯示要求相對較低,基于成本的考慮,本文介紹了基于74HC164的顯示驅動電路設計方案,該方案不但獲得相同顯示效果,降低成本,還提高系統的可靠性。

        1.74HC164的優勢分析

        通常情況下,智能家電的顯示電路是由單片機來控制的,如顯示的內容、顯示的方式等。單片機在智能家電的控制電路中擔任著重要的角色,它的選型,不僅決定了控制電路的實現方案,也對控制器的成本有很大的影響。

        我們利用74HC164芯片的串入并出的功能,和單片機進行串行通訊,并行輸出口直接驅動顯示器件。這個方案可以擴展單片機的I/O口,降低單片機的資源需求,而且,芯片的安裝方法非常靈活,可以減少顯示面板的連接導線的數量,提高系統的可靠性,成本方面也具有較大的優勢,在按鍵和顯示驅動電路中得到廣泛應用。

        2.74HC164芯片介紹

        74HC164是高速硅門CMOS器件,與低功耗肖特基型TTL(LSTTL)器件的引腳兼容。74HC164是8位邊沿觸發式移位寄存器,串行輸入數據,然后并行輸出。數據通過兩個輸入端(DSA或DSB)之一串行輸入;任一輸入端可以用作高電平使能端,控制另一輸入端的數據輸入。兩個輸入端或者連接在一起,或者把不用的輸入端接高電平,一定不要懸空。74HC164的引腳分布如圖1所示。兼容TTL電平,最高工作時鐘頻率20MHz,扇出系數10,散耗功率為500mW,輸出電流Io(每端)25mA,可以直接驅動LED顯示器件。

        74HC164引腳分布圖

        圖1 74HC164引腳分布圖

        74HC164邏輯功能表

        根據芯片的邏輯功能,可以得到輸入輸出信號的波形圖,如圖2。輸出信號Q0~Q7分別延時一個時鐘周期,可以構成8路掃描信號。

        74HC164信號波形圖

        圖2 74HC164信號波形圖

        3.74HC164顯示驅動電路

        圖3所示的電路是輕觸開關、數碼管和LED組成的混合顯示電路,其中16個按鍵,2個數碼管,8個LED,是一個典型的538掃描電路.74HC164芯片的8個引腳Q0~Q7輸出列掃描信號,單片機直接提供5路行掃描信號。單片機為74HC164提供時鐘輸入和數據輸入信號,控制顯示內容。該電路共需單片機的8個引腳,比常規掃描電路節約6個引腳資源,具有一定的成本優勢。

        二極管D2-D23起隔離作用,防止74HC164芯片引腳電位的互相干擾。例如:當選中一通道時,74HC164164輸出引腳Q0~Q6為高電平,Q7為低電平。此時,如果同時按下SW1和SW2,引腳Q7和引腳Q6處于短路狀態,將會損壞芯片。

        時鐘輸入腳和數據輸入腳需要接瓷片電容,用來抗高頻干擾,但是電容量不能太大,以免引起輸入波形的過度失真,使得電路不能正常工作,推薦使用100~1000pF。

        顯示電路實例

        圖3 顯示電路實例

        4.74HC164顯示電路的驅動程序

        以日本NEC公司的78K0S系列八位單片機UPD78F9116為例,驅動程序需檢測的按鍵數16,顯示驅動8段數碼管2個,及LED數16個(在參考電路的基礎上擴充了8個)。單片機直接提供6路行掃描信號,同時為74HC164提供時鐘輸入和數據輸入信號,控制顯示內容。IO端口定義如下:

        IO端口定義

        每次子程序掃描2組31個按鍵,8次全部掃描完。顯示掃描通道號0~3,每通道(1個數碼管或1組LED)顯示時間占1/4,刷新周期取決于子程序執行頻率。程序必須循環執行,可以作為常規子程序調用,也可以直接嵌入主程序文件,每1~3mS執行一次比較合適。一個按鍵抬起或壓下的確認時間(24mS~32mS)--(72ms~96mS),響應速度可以滿足人的操作習慣,顯示刷新頻率設置為250Hz--83Hz,低于40~50Hz則會有閃爍。

        程序流程圖如圖4所示

        程序流程圖

        圖4程序流程圖

        5.程序說明如下

        (1)外部名稱和全局變量聲明

        程序代碼

        程序代碼

        程序代碼

        程序代碼

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