Arduino 筆記 – Lab13 使用 74HC595 與七段顯示器製作倒數功能

實驗目的

重新改寫「Lab7 使用七段顯示器製作倒數功能」，以 74HC595 移位暫存器控制一顆七段顯示器，在七段顯示器上依序顯示從 9 到 0 的數字，製作數字倒數的效果。

註：本實驗假設你做過「Lab7 使用七段顯示器製作倒數功能」和「Lab11 使用 74HC595 和三支腳位控制 8 顆 LED」，已經知道七段顯示器的原理與單獨一顆 74HC595 的使用辦法。

七段顯示器與 74HC595 腳位圖表

七段顯示器腳位圖表如下(下圖為共陰極七段顯示器)：

(圖片來源：.NET Micro Framework – More blinking LEDs)

0 到 9 這十個阿拉伯數字與各節段的對應表如下 (下表適用共陰極七顯示段器，如果使用的是共陽極，表格中所有的 1 都要換成 0， 所有的 0 都要換成 1)：

顯示數字	dp	a	b	c	d	e	f	g
0	0	1	1	1	1	1	1	0
1	0	0	1	1	0	0	0	0
2	0	1	1	0	1	1	0	1
3	0	1	1	1	1	0	0	1
4	0	0	1	1	0	0	1	1
5	0	1	0	1	1	0	1	1
6	0	1	0	1	1	1	1	1
7	0	1	1	1	0	0	0	0
8	0	1	1	1	1	1	1	1
9	0	1	1	1	1	0	1	1

74HC595 移位暫存器腳位圖表如下：

 

腳位編號	名稱	說明
1-7, 15	Q0 ~ Q7	輸出腳位
8	GND	接地
7	Q7’	序列輸出 (Serial Out)
10	MR	Master Reset, 清除所有資料, 低電位有效 (Active low)
11	SH_CP	SHift register clock pin (Clock Pin)
12	ST_CP	STorage register clock pin (Latch Pin)
13	OE	Output Enable, 允許輸出，低電位有效 (Active low)
14	DS	序列資料輸入 (Serial data input)
16	Vcc	供應電壓

材料

• 麵包板 x 1
• Arduino 主板 x 1
• 74HC595 x 1
• 七段顯示器 (共陽極或共陰極皆可) x 1
• 220 ohm 電阻 x 8
• 單心線 x N

接線

下表為 74HC595 與七段顯示器的腳位對應表：

74HC595 腳位	七段示顯器腳位 (筆劃)
Q0	7 (A)
Q1	6 (B)
Q2	4 (C)
Q3	2 (D)
Q4	1 (E)
Q5	9 (F)
Q6	10 (G)
Q7	5 (DP)

步驟一：連接 74HC595

首先，接線連到電源與接地：

• Vcc (pin 16) 與 MR (pin 10) 接 5V
• GND (pin 8) 與 OE (pin 13) 接地

連接 DS, ST_CP 與 SH_CP 接腳：

• DS (pin 14) 接 Arduino pin 11 (下圖藍線)
• ST_CP (pin 12, latch pin) 接 Arduino pin 8 (下圖綠線)
• SH_CP (pin 11, clock pin) 接 Arduino pin 12 (下圖黃線)

步驟二：接上七段顯示器

• 將七段顯示器 3, 8 腳接到 GND (本例使用共陰極，若為共陽極請將 3, 8 腳接到 +5V)
• 根據上表將 74HC595 的 Q0 ~ Q7 接到七段顯示器對應的腳位 (A ~ G 與 DP)，並在每支接腳上串接一顆 220 ohm 電阻

 

電路圖

程式碼

底下這支程式 (SevenSeg_74HC595.pde) 是「Lab7 使用七段顯示器製作倒數功能」的程式改版。原先控制一顆七段顯示器，需要用到 Arduino 八支接腳，現在只需要 Arduino 三支接腳加上一顆 74HC595 便可以控制一顆七段顯示器。

範例照片／影片

延伸閱讀

• Lab7 使用七段顯示器製作倒數功能
• Lab11 使用 74HC595 和三支腳位控制 8 顆 LED
• Lab12 使用兩顆 74HC595 和三支腳位控制 16 顆 LED