74HC138譯碼器擴(kuò)展單片機(jī)IO驅(qū)動(dòng)LED實(shí)驗(yàn)

ID:103513 · 發(fā)表于 2016-1-17 04:30

從最開始玩單片機(jī)到做顯示部分，因?yàn)橹R(shí)不足加上條件限制，所以顯示部分一直用單個(gè)LED，也嘗試做過數(shù)碼管，點(diǎn)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(gè)LED做顯示部分，因?yàn)楹唵温�！從最初自己用一個(gè)IO口驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED的電路開始我就在想，C51的單片機(jī)只有32個(gè)IO口，要想點(diǎn)亮40個(gè)LED的話不是要用到40個(gè)IO口，當(dāng)時(shí)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(huì)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(gè)3-8線的譯碼器，一般是用來進(jìn)行外圍器件的擴(kuò)展，具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，一共有16個(gè)引腳，用我的話來說就是只要使用單片機(jī)3個(gè)IO口就可以控制8個(gè)LED了，相當(dāng)于擴(kuò)展了5個(gè)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(jī)的IO口，數(shù)據(jù)輸出Y0~Y7接的是8個(gè)LED做顯示，使能端這塊我還是有點(diǎn)模糊，總之他也是接單片機(jī)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(gè)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(diǎn)小理論，現(xiàn)在我們就來做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下吧！先說說這個(gè)實(shí)驗(yàn)所要實(shí)現(xiàn)的功能，很簡單，就是寫程序控制6個(gè)IO口（3個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，3個(gè)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(gè)LED以1s的速度循環(huán)點(diǎn)亮。實(shí)驗(yàn)所需器材如圖所示：

這里主要講一個(gè)USB接口ISP下載模塊：這是我在網(wǎng)上買的一個(gè)別人做好的模塊，它不僅可以把HEX文件下載到單片機(jī)上，還可以提供5V電源，是一個(gè)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(shí)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(diǎn)亮第一個(gè)LED燈
HC138C = 0; HC138B = 0; HC138A = 0;
delay(1000); //延時(shí)
// 點(diǎn)亮第二個(gè)LED燈
HC138C = 0; HC138B = 0; HC138A = 1;
delay(1000); //延時(shí)
// 點(diǎn)亮第三個(gè)LED燈
HC138C = 0; HC138B = 1; HC138A = 0;
delay(1000);
// 點(diǎn)亮第四個(gè)LED燈
HC138C = 0; HC138B = 1; HC138A = 1;
delay(1000);
// 點(diǎn)亮第五個(gè)LED燈
HC138C = 1; HC138B = 0; HC138A = 0;
delay(1000);
// 點(diǎn)亮第六個(gè)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(gè)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了：上圖上圖

到此結(jié)束，實(shí)驗(yàn)總結(jié)：同學(xué)們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，我們這里已經(jīng)用了6個(gè)IO口去控制8個(gè)LED，才擴(kuò)展了兩個(gè)IO口，是不是太少了，的確，但是一般大的電路是不會(huì)只用到一個(gè)138芯片的，一般都是幾塊芯片組合成邏輯電路來擴(kuò)展，看得懂程序的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，這里的8個(gè)LED是不能同時(shí)點(diǎn)亮的，具體情況我也不是很明白，有個(gè)高手和我說擴(kuò)展IO口最好不要用138，138主要是用來擴(kuò)展存儲(chǔ)器的，要擴(kuò)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(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)一個(gè)小現(xiàn)象，就是撤掉LED正極和VCC連線的時(shí)候，用手去觸摸LED正極，8個(gè)LED還是會(huì)循環(huán)點(diǎn)亮的，但是亮度是非常小的，甚至有的時(shí)候我們?nèi)搜鄱伎床灰�，為什么�?huì)出現(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(gè)實(shí)驗(yàn)十分簡單，但是勿以善小而不為，為了實(shí)踐與理論的相結(jié)合，還是親手做一下才印象深刻，個(gè)人能力知識(shí)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。

ID:65374 · 發(fā)表于 2016-1-19 11:38

“這里的8個(gè)LED是不能同時(shí)點(diǎn)亮的，具體情況我也不是很明白”
從真值表可以看出8個(gè)LED是不能同時(shí)亮的。要想同時(shí)亮能否試試動(dòng)態(tài)顯示，即縮短延時(shí)。

ID:160782 · 發(fā)表于 2017-1-13 12:09

你把延時(shí)的時(shí)間減短為1，通過視覺延遲看上去所有的LED都亮了！

ID:704585 · 發(fā)表于 2020-6-23 10:01

感謝樓主分享

ID:108705 · 發(fā)表于 2020-7-1 09:50

感謝樓主分享，74HC138主要是為了控制流水燈比較好，74HC595是移位寄存器，用作IO擴(kuò)展確實(shí)好，可以級聯(lián)很多個(gè)，移位后可以輸出任意值

ID:62509 · 發(fā)表于 2020-7-10 08:22

要增加一個(gè)鎖存器才能單獨(dú)或若干或全部點(diǎn)亮。比如后面接一個(gè)74ls573再接led就可以選擇點(diǎn)亮了。帶三態(tài)鎖存器的，需要再一次信號(hào)才能關(guān)閉，這樣只要不輸入第二次LED就可以一直亮。

ID:247571 · 發(fā)表于 2023-2-3 11:02

這里用74HC138 三八譯碼器，也可以用74HC373八D鎖存器來擴(kuò)展P0口更好！

ID:492633 · 發(fā)表于 2023-2-4 17:26

可以試試74LS154相當(dāng)于兩個(gè)138

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