74HC138譯碼器擴展單片機IO驅(qū)動LED實驗

ID:103513 · 發(fā)表于 2016-1-17 04:30

從最開始玩單片機到做顯示部分，因為知識不足加上條件限制，所以顯示部分一直用單個LED，也嘗試做過數(shù)碼管，點陣，LCD，TFT，但是多數(shù)都以失敗告終，所以現(xiàn)在還是喜歡用多個LED做顯示部分，因為簡單嘛！從最初自己用一個IO口驅(qū)動一個LED的電路開始我就在想，C51的單片機只有32個IO口，要想點亮40個LED的話不是要用到40個IO口，當(dāng)時一直想不通，后來終于在數(shù)電的書上找到了答案，深深體會到大2打醬油的危害��！所以大2的同學(xué)一定要把數(shù)模電學(xué)好。
所謂的答案就是我今天要講的譯碼器，我這里用的是74HC138的譯碼器，它的封裝如圖所示：

這是一個3-8線的譯碼器，一般是用來進(jìn)行外圍器件的擴展，具有很強的驅(qū)動能力，一共有16個引腳，用我的話來說就是只要使用單片機3個IO口就可以控制8個LED了，相當(dāng)于擴展了5個IO口，是不是解決了我開始所說的問題，我們再來看看74HC138這塊芯片的引腳圖：

這里選擇輸入ABC分別接的是單片機的IO口，數(shù)據(jù)輸出Y0~Y7接的是8個LED做顯示，使能端這塊我還是有點模糊，總之他也是接單片機IO口就是了，也需要控制IO口輸出低電平高電平來控制，那么程序該怎么寫呢？我們來看看74HC138的真值表就知道了，

只要稍微學(xué)過數(shù)電的同學(xué)都能看的懂這個圖吧！至于這塊芯片的什么內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)還有什么工作特性我這里就不講了，有興趣的同學(xué)可以自己去查資料，給出引腳圖和真值表是可以方便我們搭硬件電路和寫程序。
有了這點小理論，現(xiàn)在我們就來做實驗驗證一下吧！先說說這個實驗所要實現(xiàn)的功能，很簡單，就是寫程序控制6個IO口（3個數(shù)據(jù)輸入端，3個使能端）輸出高低電平給74HC138這塊芯片，然后用它的輸出端控制8個LED以1s的速度循環(huán)點亮。實驗所需器材如圖所示：

這里主要講一個USB接口ISP下載模塊：這是我在網(wǎng)上買的一個別人做好的模塊，它不僅可以把HEX文件下載到單片機上，還可以提供5V電源，是一個非常好用的東西。
接下來就是做硬件電路了，這是畫好的原理圖，只要原理圖用面包板去搭電路就可以了：

接下來寫程序：
#include <reg52.h>
sbit HC138A = P1^0; //定義譯碼器輸入端A  在 P1.0 管腳上
sbit HC138B = P1^1; //定義譯碼器輸入端B  在 P1.1 管腳上
sbit HC138C = P1^2; //定義譯碼器輸入端C  在 P1.2 管腳上
sbit G2A=P1^3;
sbit G2B=P1^4;
sbit G1=P1^5;
/*************************************************
*
*                延時函數(shù)
*
**************************************************/
void delay(unsigned int i)
{
  unsigned char j;
for(i; i > 0; i--)
      for(j = 255; j > 0; j--);

}
main()
{
G2A=0;G2B=0;G1=1;
while(1)
{
// 點亮第一個LED燈
HC138C = 0; HC138B = 0; HC138A = 0;
delay(1000); //延時
// 點亮第二個LED燈
HC138C = 0; HC138B = 0; HC138A = 1;
delay(1000); //延時
// 點亮第三個LED燈
HC138C = 0; HC138B = 1; HC138A = 0;
delay(1000);
// 點亮第四個LED燈
HC138C = 0; HC138B = 1; HC138A = 1;
delay(1000);
// 點亮第五個LED燈
HC138C = 1; HC138B = 0; HC138A = 0;
delay(1000);
// 點亮第六個LED燈
HC138C = 1; HC138B = 0; HC138A = 1;
delay(1000);
HC138C = 1; HC138B = 1; HC138A = 0;
delay(1000);
HC138C = 1; HC138B = 1; HC138A = 1;
delay(1000);
}
}
有了真值表，這個程序是十分簡單的，我這里為了看得明白些，所以寫的很通俗易懂，相應(yīng)的程序就比較長，當(dāng)然你也可以自己寫的簡單一些。
接下來最后一步就是看實驗現(xiàn)象了：上圖上圖

到此結(jié)束，實驗總結(jié)：同學(xué)們可能會發(fā)現(xiàn)，我們這里已經(jīng)用了6個IO口去控制8個LED，才擴展了兩個IO口，是不是太少了，的確，但是一般大的電路是不會只用到一個138芯片的，一般都是幾塊芯片組合成邏輯電路來擴展，看得懂程序的同學(xué)會發(fā)現(xiàn)，這里的8個LED是不能同時點亮的，具體情況我也不是很明白，有個高手和我說擴展IO口最好不要用138，138主要是用來擴展存儲器的，要擴展IO口最好用74HC595，如果有明白這一塊的同學(xué)就留言給我說說哈！我在實驗中還發(fā)現(xiàn)一個小現(xiàn)象，就是撤掉LED正極和VCC連線的時候，用手去觸摸LED正極，8個LED還是會循環(huán)點亮的，但是亮度是非常小的，甚至有的時候我們?nèi)搜鄱伎床灰姡瑸槭裁磿霈F(xiàn)這種現(xiàn)象呢？我用萬用表一端接我的手，一端接LED負(fù)極，發(fā)現(xiàn)LED兩端是有電流的，非常小，只有4uA，原理應(yīng)該就是LED把我的手當(dāng)做GND，把138芯片輸出的低電平當(dāng)作VCC了。最后，還是那句話，這個實驗十分簡單，但是勿以善小而不為，為了實踐與理論的相結(jié)合，還是親手做一下才印象深刻，個人能力知識有限，如果有什么不對的地方望指教。13周考試周也快到了，要開始復(fù)習(xí)了，希望自己不要掛科，同學(xué)們也是。