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
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-440535.html
一、原理
1.1数码管
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-440535.html
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。
1.2 74HC595
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
二、编码说明
2.1 数码管字模
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。
2.2十六进制数字模编码参考
uint8_t Seg7[17] = { 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f,0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71, 0x00};
//依次为 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F、空三、程序设计
3.1 原理图
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。
3.2 逻辑分析
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。
3.3 配置方法和参考代码
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：
uint8_t Seg7[17] = { 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71, 0x00};
//该数组应在.h中或驱动代码所在的.c文件的开头声明。
//*为提高代码的可读性，将控制PA1，PA2，PA3引脚输出高\低电平的指令替换为对应数据线的高低电平转换*//
#define RCLK_H (HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET))
#define RCLK_L (HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET))
#define SCK_H (HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET))
#define SCK_L (HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET))
#define SER_H (HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET))
#define SER_L (HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET))
void SegDisp(int Bit1,int Bit2,int Bit3)//Bit1：DS1 Bit2:DS2 Bit3:DS3，对应实参都为0~16的整型数据， 直接对应字模数组中的相应字模数据
{
uint8_t temp = 0;//缓存单元，用于缓存字模数据
uint8_t i = 0;//循环变量
RCLK_L;//RCLK置0，准备向芯片发送数据
temp = Seg7[Bit3];//将DS3显示所需的字模数据写入缓存单元
for(i=0;i<8;i++)
{
SCK_L;//RCK置0，准备向芯片发送一位数据
if(temp&0x80 )//读取最高位数据，若为1，则数据线传输高电平信号;若为0，则数据线传输低电平信号
{
SER_H;
}
else
{
SER_L;
}
SCK_L;
SCK_H;//SCK置1，SRCLK时钟产生上升沿，移位寄存器将数据整体后移一位
temp = temp<<1;//缓存数据左移一位，准备读取高二位数据。
}
temp = Seg7[Bit2];
for(i=0;i<8;i++)
{
RCLK_L;
if(temp&0x80 )
{
SER_H;
}
else
{
SER_L;
}
SCK_L;
SCK_H;
temp = temp<<1;
}
temp = Seg7[Bit3];
for(i=0;i<8;i++)
{
SCK_L;
if(temp&0x80 )
{
SER_H;
}
else
{
SER_L;
}
SCK_L;
SCK_H;
temp = temp<<1;
}
RCLK_L;
RCLK_H;//RCLK置1，RCLK时钟产生上升沿，存储寄存器转存移位寄存器数据，并向数码管发出控制信号。
}3.4 参考例程
例：控制三位数码管同时循环显示0--16的十六进制数。
参考代码：
While(1)
{
int i;
for(i=0;i<=16;i++)
{
SegDisp(i,i,i);
HAL_Delay(500);
}
}
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