在單片機(jī)系統(tǒng)中，如果并行口的IO資源不夠，那么我們可以使用74LS164來擴(kuò)展并行IO口，節(jié)約單片機(jī)IO資源。74LS164是一個(gè)串行輸入并行輸出的移位寄存器，并帶有清除端。

時(shí)序分析，單片機(jī)串行口時(shí)序單片機(jī)串行口作顯示端口時(shí)應(yīng)工作在方式發(fā)送狀態(tài)，其時(shí)序如圖所示。從時(shí)序圖中可以看出，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)輸入到串行口發(fā)送緩沖器SBUF時(shí)，串行口將8位數(shù)據(jù)以Fosc/12的波特率從低位到高位（即從D0～D7）依次通過RXD引腳輸出，當(dāng)位發(fā)送完以后，中斷標(biāo)志TI置“1”，結(jié)束一個(gè)發(fā)送過程。這里應(yīng)當(dāng)注意的是串行口物出一個(gè)字節(jié)數(shù)字的次序，它是單片機(jī)串行口與74LS164正確配合的關(guān)鍵所在。

圖2所示為8位串行輸入、并行輸出移位寄存器74LS164的工作時(shí)序。從圖2中我們可以看出，使能端B（引腳2）為低電平時(shí)，寄存器禁止輸入數(shù)據(jù)，當(dāng)B為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)可以從A端（引腳1）輸人。圖2中表明，先輸入的數(shù)據(jù)首先Qa從（引腳3）輸出。當(dāng)寄存器74LS164接收完8位數(shù)據(jù)時(shí)，先輸入的1位移至Q（引腳13）輸出，而Qa端輸出的則是最后接收到的1位。

軟件與硬件的正確配合

從以上對(duì)單片機(jī)串行口及74LS164的時(shí)序分析可知，移位寄存器首先塊收到單片機(jī)串行口輸出的最低位D0。，最后接收到該字節(jié)的最高位D7。因此，當(dāng)接收完8位數(shù)據(jù)后，移位寄存器QH端輸出的是D0。，而QA輸出的是D7。以上談到的兩文中所出現(xiàn)的錯(cuò)誤原因，就是忽視了這一重要特點(diǎn)。他們給出的硬件電路如圖3所示。字形代碼及真值表如表所示。

從表1可以看出，字形代碼把段碼a當(dāng)作D0位，把段碼h當(dāng)作D7位依次對(duì)應(yīng)。在移位寄存器接收到一個(gè)完整的字形碼時(shí)，QA輸出的不是段碼a，而是段碼h（h為小數(shù)點(diǎn)，也可不接。）這樣處理的結(jié)果，使輸出的段碼次序剛好相反，所以，顯示出的字形就不對(duì)了。表1右側(cè)列出了（h連小數(shù)點(diǎn)時(shí)的）錯(cuò)顯字形。若要顯示正確字形，在使用圖3所示電路時(shí)字形碼應(yīng)做調(diào)整，調(diào)整后的字形代碼和真值表如表2所示。這種字形碼輸入到74LS164內(nèi)時(shí)，在其輸出腳QA～QH上依次輸出段碼a～h，從而正確顯示出要顯示的內(nèi)容。

在某些場(chǎng)合，設(shè)計(jì)者仍想使用表1所列的字形碼，那么只需把顯示器與74LS164的連接做一調(diào)整即可。硬件電路如圖4所示

通過對(duì)單片機(jī)串行口和74LS164時(shí)序的分析，給出了兩種正確的軟件與硬件組合方法。筆者在研制成功的智能離心開關(guān)斷開測(cè)速儀中利用表2所列的字形碼與圖3所示硬件相配合，使用結(jié)果令人滿意。另外，有的設(shè)計(jì)中也可能遇到8位并入串行輸出移位寄存器74LS165與單片機(jī)串行口的配合間題，其研究方法仍然應(yīng)從時(shí)序入手，與本文所介紹方法類同，此不贅述

proteus仿真圖和代碼附上。

#include《reg51.h》

#define HIGH 1

#define LOW 0

#define SEG_PORT P0

sbit DATA = P0^4;

sbit CLK = P0^5;

unsigned char Timer0IRQEvent = 0;

unsigned char Time1SecEvent = 0;

unsigned int TimeCount = 0;

unsigned char SegCurPosition = 0;

code unsigned char SegCode［10］ = {~0x3F，~0x06，~0x5B，~0x4F，~0x66，~0x6D，~0x7D，~0x07，~0x7F，~0x6F};

code unsigned char SegPosition［4］ = {0xFE，0xFD，0xFB，0xF7};

unsigned char SegBuf［4］ = {0};

void LS164_DATA（unsigned char x）

{

if（x）

{

DATA = 1;

}

else

{

DATA = 0;

}

}

void LS164_CLK（unsigned char x）

{

if（x）

{

CLK = 1;

}

else

{

CLK = 0;

}

}

/**********************************************************

*函數(shù)名稱：LS164Send

*輸 入：byte單個(gè)字節(jié)

*輸 出：無

*功 能：74LS164發(fā)送單個(gè)字節(jié)

***********************************************************/

void LS164Send（unsigned char byte）

{

unsigned char j;

for（j=0;j《=7;j++）

{

if（byte&（1《《（7-j）））

{

LS164_DATA（HIGH）;

}

else

{

LS164_DATA（LOW）;

}

LS164_CLK（LOW）;

LS164_CLK（HIGH）;

}

}

/**********************************************************

*函數(shù)名稱：SegRefreshDisplayBuf

*輸 入：無

*輸 出：無

*功 能：數(shù)碼管刷新顯示緩存

***********************************************************/

void SegRefreshDisplayBuf（void）

{

SegBuf［0］ = TimeCount%10;

SegBuf［1］ = TimeCount/10%10;

SegBuf［2］ = TimeCount/100%10;

SegBuf［3］ = TimeCount/1000%10;

}

/**********************************************************

*函數(shù)名稱：SegDisplay

*輸 入：無

*輸 出：無

*功 能：數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)

***********************************************************/

void SegDisplay（void）

{

unsigned char t;

SEG_PORT = 0x0F;

t = SegCode［SegBuf［SegCurPosition］］;

LS164Send（t）;

SEG_PORT = SegPosition［SegCurPosition］;

if（++SegCurPosition 》= 4）

{

SegCurPosition = 0;

}

}

/**********************************************************

*函數(shù)名稱：TimerInit

*輸 入：無

*輸 出：無

*功 能：定時(shí)器初始化

***********************************************************/

void TimerInit（void）

{

TH0 = （65536 - 5000）/256;

TL0 = （65536 - 5000）%256;

TMOD = 0x01;

}

/**********************************************************

*函數(shù)名稱：Timer0Start

*輸 入：無

*輸 出：無

*功 能：定時(shí)器啟動(dòng)

***********************************************************/

void Timer0Start（void）

{

TR0 = 1;

ET0 = 1;

}

/**********************************************************

*函數(shù)名稱：PortInit

*輸 入：無

*輸 出：無

*功 能：I/O初始化

***********************************************************/

void PortInit（void）

{

P0 = P1 = P2 = P3 = 0xFF;

}

/**********************************************************

*函數(shù)名稱：main

*輸 入：無

*輸 出：無

*功 能：函數(shù)主題

***********************************************************/

void main（void）

{

PortInit（）;

TimerInit（）;

Timer0Start（）;

SegRefreshDisplayBuf（）;

EA = 1;

while（1）

{

if（Timer0IRQEvent）

{

Timer0IRQEvent = 0;

if（Time1SecEvent）

{

Time1SecEvent = 0;

if（++TimeCount 》= 9999）

{

TimeCount = 0;

}

SegRefreshDisplayBuf（）;

}

SegDisplay（）;

}

}

}

/**********************************************************

*函數(shù)名稱：Timer0IRQ

*輸 入：無

*輸 出：無

*功 能：定時(shí)器中斷函數(shù)

***********************************************************/

void Timer0IRQ（void） interrupt 1

{

static unsigned int cnt = 0;

TH0 = （65536 - 5000）/256;

TL0 = （65536 - 5000）%256;

Timer0IRQEvent = 1;

if（++cnt 》= 200）

{

cnt = 0;

Time1SecEvent = 1;

}

}