单片机模拟74HC595功能

只看该作者 · 2023-2-13 12:02

本帖最后由虹涛犹珷于 2023-2-13 12:04 编辑

#申请原创#
最近想做个4位数码管显示的DIY制作，主控单片机IO太少，无法直接驱动，想用74HC595扩展IO，手头上又没有现成的芯片，单片机到时一大把，闲着没事就想用单片机模拟一个74HC595，还要实现主机的程序无需更改。（就是程序不改，把单片机换成74HC595芯片，一样能工作）为了减少出错次数，首先仿真一下。
第一步撸个主机驱动595的驱动程序先：
/***********************************************************
函数结果：74HC595驱动
备  注：
***********************************************************/
void HC595_Master_COM1_WR_NByte(uint8_t Len, uint8_t *GPIOValue)
{
   uint8_t i=0,Byte=0;

   HC595_Master_COM1_STCP_RESET();
      while(Len--)
      {
               Byte=*GPIOValue;
            for(i=0;i<8;i++)
            {
                     HC595_Master_COM1_SHCP_RESET();
                     if(Byte & 0x80)
                     {
                              HC595_Master_COM1_DS_SET();
                     }
                     else
                     {
                              HC595_Master_COM1_DS_RESET();
                     }
                     HC595_Master_COM1_SHCP_SET();
                     Byte <<= 1;
            }
            GPIOValue++;
      }
HC595_Master_COM1_STCP_SET();
}
主函数里面每隔100ms就发9个数据：
//**************************主函数**********************//
void main(void)
{
uint8_t Buf[9];
System_Init();
while (1)
{
      __delay_ms(100);
      Buf[3]=0x0F;
      Buf[4]=0xF0;
      Buf[8]++;
      HC595_Master_COM1_WR_NByte(9,(uint8_t *)&Buf[0]);
}
}
仿真通过，数据都能正常显示，偷下懒，只画了6个74HC595级联

接下来撸个丛机的程序：
采用的中断方法，利用上升沿中断。
/***********************************************************
函数结果：HC595_Slave_COM1_ISR
备  注：
***********************************************************/
void HC595_Slave_COM1_ISR(void)
{
if((!HC595_Slave_COM1_STCP)&&(MyHC595.Cnt < MyHC595.SlaveRx_INTCnt))
{
      if(MyHC595.Cnt >= MyHC595.SlaveTx_Q7SCnt)
      {
                     if(MyHC595.BitBuf[MyHC595.i] & 0x01)
                     {
                              HC595_Slave_COM1_Q7S=1;
                     }
                     else
                     {
                              HC595_Slave_COM1_Q7S=0;
                     }
                     MyHC595.i++;
      }
      MyHC595.Buf[MyHC595.Len] <<= 1;
      MyHC595.Buf[MyHC595.Len] |= (uint8_t) HC595_Slave_COM1_DS; //数据通过按位“或“运算存入
      MyHC595.BitBuf[MyHC595.Cnt] = (uint8_t) HC595_Slave_COM1_DS;
      MyHC595.Cnt++;
      MyHC595.Len = (uint8_t) (MyHC595.Cnt / 8UL);
}
}
接收完解析数据：
/***********************************************************
函数结果：HC595_Slave_COM1_AnalysisData
备  注：
***********************************************************/
void HC595_Slave_COM1_AnalysisData(void)
{
if((HC595_Slave_COM1_STCP)&&(MyHC595.Cnt >= MyHC595.SlaveRx_INTCnt))//接收完成
{
      HC595_Slave_COM1_WR_NByte();
      MyHC595.Cnt = 0;
      MyHC595.Len = 0;
      MyHC595.i=0;
}
}
丛机的主函数啥都不干，就一直等待解析：
//**************************主函数**********************//
void main(void)
{
System_Init();
while (1)
{
      HC595_Slave_COM1_AnalysisData();
}
}
这样就OK了，可以看出主机程序一样，丛机和74HC595的显示一样。每个丛机显示了3路数据，3个丛机刚好9路数据。

仿真结束，是时候实际操作一下了，画个PCB验证下。如果大家感兴趣，我可以分享下这个PCB源文件，大家可以换成自己熟悉的单片机（带上升沿中断即可）仿真我用的时候PIC的单片机，PCB验证用的是辉芒微的单片机：

可以成功驱动，主机的程序完全兼容74HC595。
附件资料：

PIC_HC595.zip (18.44 KB)

Program_Master.X.zip (98.53 KB)

Program_Slave.X.zip (118.61 KB)

单片机模拟74HC595功能

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