74HC573D是8位三态锁存器，一般在实际应用电路中用于地址或数据的锁存。本文主要探讨了74HC573D在实际应用电路中的作用以及如何驱动数码管动态显示，下面就来一一介绍74HC573D。
大家都知道74HC573D是一种锁存器，那么锁存器是干嘛用的呢？ 锁存器辨析 所谓锁存器，就是输出端的状态不会随输入端的状态变化而变化，仅在有锁存信号时输入的状态被保存到输出，直到下一个锁存信号到来时才改变。典型的锁存器逻辑电路是 D 触发器电路。 PS：锁存信号（即对LE赋高电平时Data端的输入信号）。锁存，就是把信号暂存以维持某种电平状态。 锁存器的最主要作用 1：缓存、 2：完成高速的控制其与慢速的外设的不同步问题、 3：是解决驱动的问题（提供的电流比51IO口输出电流大） 4：拓展I/O口（可以很猥琐的用锁存器幂叠加方法，即锁存器的Q再接锁存器~ 实现IO口的无限拓展···） 锁存器应用实例： I/O口复用：当单片机连接片外存储器时，要接上锁存器，这是为了实现地址的复用。假设，MCU 端口其中的 8 路的 I/O 管脚既要用于地址信号又要用于数据信号，这时就可以用锁存器先将地址锁存起来。（具体操作：先送地址信息，由ALE使能锁存器将地址信息锁存在外设的地址端，然后送数据信息和读写使能信号，在指定的地址进行读写操作） 如果单片机的总线接口只作一种用途，不需要接锁存器;如果单片机的总线接口要作两种用途，就要用到锁存器。例如：一个I/O口要控制两个 LED，对第一个 LED 送数据时，“打开”第一个锁存器而“锁住”第二个锁存器，使第二个 LED 上的数据不变。对第二个 LED 送数据时，“打开”第二个锁存器而“锁住”第一个锁存器，使第一个 LED 上的数据不变。如果单片机的一个口要做三种用途，则可用三个锁存器，操作过程相似。就这一种用法而言，可以把锁存器视为单片机的 I/O 口的扩展器。 74HC573引脚分布图数据锁存 当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然保持；这个概念在并行数据扩展中经常用到。 由上边这个真值表可以看出：OE为高时，输出始终为高阻态，此时芯片处于不可控制状态，所以在一般应用中，我们必须将OE接低电平。 LE则是输出端状态改变使能端，当LE为低电平，输出端Q始终保持上一次存储的信号（从D端输入），当LE为高电平时，Q紧随D的状态变化，并将D的状态锁存。 也就是说当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。 另外：对锁存器的输入是和标准 CMOS 输出兼容的;若再加上上拉电阻，他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。 锁存器的电路连接及使用详解： （结合上面的锁存器引脚说明） 0：vcc gnd 供电不用多说吧？ 1：OE接地 2：D0-D7接我们的信号发射端 （一般为单片机用来传输数据的I/O口） 3：Q0-Q7接我们要接受信息的终端（数码管，液晶，or anyother device） 4：LE接一个I/O口（此I/O脚可视为锁存器 锁存功能 的开关，高电平为更新Q端信号（要更新的信号从D输入）低电平则不更新） 74hc573在电路中的实际应用 在这里就以脉冲数据采集电路为例，如上图所示，采用AT89S52与两个74HC573锁存器传输信息使用，AT89S52具有低功耗、高性能、8K字节的Flash及32位I/O口线、全双工串行通信口等优点。其中U10锁存器做位选功能，U9锁存器做段选功能，这样就可以有效扩展AT89S52单片机P2的I/O端口，使程序控制信息与脉冲数据信息在传输过程中能够非常有效的控制，这为多路脉冲数据的采集提供了重要的基础。
数码管由于发光亮度强，指示效果好，非常适合于电梯楼层等数值显示应用中。对于一位数码管，可以采用静态显示，但实际应用中都是需要显示多位数值，数码管模块也只能动态显示。在实际应用电路中，74hc573驱动数码管中都不是简单的直连就可以的，这个需要分具体应用场景。具体情形则要看是仿真，还是实物。仿真，74HC573是可以直接连接数码管的。实物，是不可以的，数码管的每一段，都必须串联一个限流电阻。在这里我们仅仅讨论74hc573在数码管动态显示中的连接。 数码管 数码管由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只引出它们的各个笔划，公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。数码管根据内部接法又可分成共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管(如下图SM*10501)，共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管如下图(SM*20501)。以共阳数码管为例，要想显示数字2，需把A、B、G、E、D段点亮，即公共端接上正电源，ABGED段阴极拉低，其余段拉高即可显示数字2。 74hc573在电路中应用设计 此处以四位一体共阳数码管显示为例讲解其大概设计。 微控制器的IO口均不能流过过大的电流，LED点亮时有约10ms的电流，因此数码管的段码输出不要直接接单片机IO口，应先经过一个缓冲器74HC573。单片机IO口只需很小的电流控制74HC573即可间接的控制数码管段的显示，而74HC573输出也能负载约10ms的电流。设置数码管段的驱动电流为ID=15ma，这个电流点亮度好，并且有一定的裕度，即使电源输出电压偏高也不会烧毁LED，限流电阻值 R = (VCC- VCE– VOL– VLED) / ID VCC为5v供电，VCE为三极管C、E间饱和电压，估为0.2v， VOL为74hc573输出低电平时电压，不同灌电流，此值不一样，估为0.2v，具体查看规格书，VLED为红光驱动电压，估为1.7v，根据上式可算出限流电阻为R = 200R。 数码管需接收逐个扫描信号，扫描到相应数码管时，对应的段码数据有效，即显示这个数码管的数值。笔者采用三线八线译码器74HC138来产生对应的扫描线信号。 当各个段码均点亮时，电流约15max8=90ma流过数码管公共端，74HC138无法直接驱动这个电流，需加三极管驱动，由于74HC138输出低电平有效，此处只有PNP三极管适合作为驱动。三极管基极电流设为2ma即可让三极管饱和，最大驱动电流远大于90ma。基极偏置电阻阻值 Rb=(VCC- VEB– VOL) / IB VCC为5v供电，VEB为三极管E、B间的导通电压0.7v，VOL为74hc138输出低电平时电压，可根据规格书估为0.3v，故Rb= 2k即可。 四位一体数码管原理图 74hc573驱动实现 数码管段码接P0口，位码接P2口第0~2位。对于LED显示器都是有一个刷新频率的，同样对于数码码动态扫描也需要一个扫描频率。扫描频率下限为50HZ，低于一定的扫描频率，显示会闪烁。频率过高，则亮度较差且占用cpu资源。一般整个数码管扫描一遍时间为约10ms较合适(即扫描频率100HZ)，我们用的是四位数码管，每个数码管点亮时间为2ms，扫描一遍时间为8ms。为保证这个刷新频率，通过是通过定时器来周期性进行数码管刷新。笔者在此以四位一体数码管实现秒表计数显示为例来作代码开发。 数码管动态显示功能实现模块文件DigitalTubeTable.c内容如下： #include "reg52.h" #include"DigitalTube.h" // 数值相对应的段码，共阳极 static unsigned char codeDigitalTubeTable[12]= { // 共阳LED段码表 0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99,0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90, 0xff, 0xbf //"0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7" "8" "9" "不亮" "-" }; // 每个数码管需一个字节的内存保存对应数码管数据 static unsigned charFrameBuffer[DigitalTubeNumber]; unsigned char*DigitalTube_GetBuffer() { return FrameBuffer; } void DigitalTube_Scan() { static unsigned char Select = 0; // 记录扫描的选择线 unsigned char Code; // 从对应选择线中找到显存数据，并得到相应的段码 Code = DigitalTubeTable[FrameBuffer[Select]]; // 段码实际输出到数码管接口 DigitalTube_Data(Code); // 位选实际输出到数码管接口 DigitalTube_Select(Select); Select++; // 进入到下一位选扫描 if (Select >= DigitalTubeNumber) { Select = 0; // 所有数码管已扫描，从第一个数码管再次开始扫描 } } 我们在数码管模块头文件DigitalTube.h中实现模块的接口访问宏实现，使之方便移植及修改接口配置。模块头文件同时也引出模块的接口函数，void DigitalTube_Scan(void)为数码管刷新函数，需周期性调用刷新数码管显示。unsigned char *DigitalTube_GetBuffer(void)用来获得数码管显存，从而更新数码管显存数据。其内容如下： #ifndef __DigitalTube_H__ #define __DigitalTube_H__ #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif // 数码管模块中的个数，最大为8 #define DigitalTubeNumber 4 // 输出数码管位选 #defineDigitalTube_Select(Select) {P2 = (P2&0xf8) + (Select);} // 输出数码管段码 #define DigitalTube_Data(Dat) {P0 =(Dat);} // 数码管刷新函数，必须保证以一定周期调用刷新 void DigitalTube_Scan(void); // 获得数码管显存，以作显示的数据更新 unsigned char*DigitalTube_GetBuffer(void); #ifdef __cplusplus } #endif #endif /*__DigitalTube_H__*/ 外部模块通过引入数码管的模块头文件DigitalTube.h来实现调用数码管驱动函数，简单测试调用(秒表数码管显示计数)实现如下： #include"reg52.h" #include"DigitalTube.h" // 以定时器时间为计时标准，记录时间间隔 static volatile unsignedint SystemTick = 0; // 定时器2ms中断处理进行数码管刷新 void T0_Interrupt()interrupt 1 { TH0 = (65536-2000) / 256; TL0 = (65536-2000) % 256; SystemTick++; // 记录时间间隔 DigitalTube_Scan(); //刷新数码管 } void T0_Init() { TMOD = 0x01; // 定时器0工作方式1 // 2ms计时中断(12M) TH0 = (65536-2000) / 256; TL0 = (65536-2000) % 256; ET0 = 1; // 定时器T0中断允许 EA = 1; // 总中断允许 } void main() { unsigned char *pBuffer; unsigned char i; // 定时器初始化 T0_Init(); // 获得数码管显存，以作更新数据显示 pBuffer = DigitalTube_GetBuffer(); // 数据管显存初始化显示0 for (i=0; i pBuffer[i] = 0; } // 开启定时器进行计时以及数码管刷新 TR0 = 1; while(1) { // SystemTick读数到500时为1s间隔到 if (SystemTick > 500) { SystemTick =0; // 重新计秒 // 更新数码管秒表计数显存 for (i=0; i pBuffer[DigitalTubeNumber-1-i]++; if (pBuffer[DigitalTubeNumber-1-i] 对于74hc573锁存器来说，在实际的应用电路中，如果单片机的总线接口只作一种用途，不需要接锁存器；如果单片机的总线接口要作两种用途，就要用两个锁存器。对于74hc573的介绍就到这里了，希望此文能对你有所帮助。
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