树梅派应用20：树莓派GPIO入门08-使用74HC595芯片驱动数码管（一）

骑猪看日落 2022-07-13 01:53 326阅读 0赞

本文转自 [ mangolovecarrot][mangolovecarrot] ，是学习74HC595芯片很棒的文章。之前我们学习了如何驱动数码管显示数字。  
但是这种做法有两个缺点。

1.  需要占用大量IO口，在那篇文章里，我们为了驱动4位数码管一共使用了12个IO口。如果需要驱动8位数码管则至少需要16个IO口。
2.  系统资源占用过多。还是在那篇文章里，为了实现数码管的动态扫描显示，需要不停地高速操作IO口，这对单任务的单片机比如51单片机来说问题并不太大，因为单任务的单片机的执行时序是由晶振来决定的，动态扫描的时间间隔可以控制地非常精确，数码管的显示会很稳定，不会出现闪烁的现象。但对于运行着多任务的Linux操作系统的树莓派来说，对IO口的大量反复操作以及大量使用sleep语句会导致CPU占用过多，最后导致动态扫描的间隔时间不均匀，体现为数码管显示不稳定，有明显闪烁的现象。为了改善这个问题我在那篇文章的最后还尝试用c语言来代替python语言，可实际效果有限。  
    使用GPIO直接驱动数码管时，上面这两个问题是不可避免的。想解决这两个问题，我们需要借助外部芯片的帮助。  
    接下来我将用几个篇幅来介绍如何使用显示驱动芯片74HC595来驱动数码管的方法。同时我们也可以学习到串行数据传输的方法以及一些数字芯片通用的一些概念，比如时钟引脚，上升沿，锁存，移位寄存等。理解了这些通用的概念对学习使用其他芯片是很有帮助的。

### 本文最终效果 ###

在一块74HC595芯片的配合下，只需要3个GPIO就能驱动一只8段数码管。（直接用GPIO驱动需要至少8个GPIO口）  
视频演示

### 硬件 ###

*  74HC595显示芯片一只（0.5元一只）  
    ![74hc595][]
 *  共阳（或共阴）数码管一只
 *  限流电阻一只，330欧就够了。  
    ![hardware][]

### 原理说明 ###

先转一段百度百科上74HC595芯片的简介。

> 74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器有相互独立的时钟。数据在SH\_cp（移位寄存器时钟输入）的上升沿输入到移位寄存器中，在ST\_cp（存储器时钟输入）的上升沿输入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。

看不懂吧，没关系，我们先看一下芯片的引脚图：

![01][]  
74HC595引脚图  
分别解释一下：

*  GND接地，VCC接5V电源，这个就不用说了。
 *  Q0-Q7这8根引脚是芯片的输出引脚，直接跟数码管的8段引脚相连。对应关系要看你怎么接线和写代码时传送数据的顺序了。
 *  DS是串行输入引脚，所谓串行就是使数据在一根信号线上按顺序一位一位地传输，就像一串糖葫芦。这个引脚我们接到树莓派任意一个GPIO口上（输出模式）。
 *  SHCP是移位寄存器的时钟引脚。听上去有点复杂，其实很简单。74HC595内部有一个8位的移位寄存器用来保存从DS引脚输入的数据。那么74HC595怎么知道什么时候该从DS引脚上取数据了呢？正是通过SHCP这个时钟引脚来实现的。只有在SHCP发生一次*上升沿*的时候，74HC595才会从DS引脚上取得当前的数据（高/低电平）并把取到的这一位数据保存到移位寄存器里。同样的，这个引脚也接到树莓派任意一个GPIO口上。当我们向芯片发送数据时，要先在DS引脚上准备好要传送的数据，然后制造一次SHCP引脚的上升沿（先拉低电平再拉高电平），74HC595会在这个上升沿将DS引脚上的数据存入移位寄存器D0，同时D0原来的数据会顺移到D1，D1的数据位移到D2。。。D6的数据位移到D7。而原先D7的数据已经没有地方储存了，这一位数据会被输出到引脚Q7S上。这个引脚的作用我们下一篇再说，本文暂时用不到这个引脚。（注意这里说的不是输出引脚Q0-Q7，而是指内部的8位移位寄存器里每一个“小房间”，芯片手册上并没有给这些小房间编号，这里为了说明方便进行了编号）
 *  STCP是芯片内部另外一个8位锁存寄存器的时钟引脚。当移位寄存器的8位数据全部传输完毕后，制造一次锁存器时钟引脚的上升沿（先拉低电平再拉高电平）。74HC595会在这个上升沿将移位寄存器里的8位数据复制到锁存器中（锁存器里原来的数据将被替换）。注意，到这里为止，这8位数据还只是被保存在锁存器里，并没有输出到数码管上。这个引脚同样连接到树莓派任意一个GPIO口上即可。
 *  OE是输出使能引脚，在其他芯片里也很常见。作用是控制锁存器里的数据是否最终输出到Q0-Q7输出引脚上。低电平时输出，高电平时不输出（既不是高电平，也不是低电平而是高阻态，不通电）。本例为了方便直接接在GND上使其一直保持低电平输出数据。
 *  MR是用来重置内部寄存器的引脚。低电平时重置内部寄存器(MemoryReset?)。本例为了方便直接连接在Vcc上一直保持高电平。
 *  Q7S引脚，串行输出引脚，本文不使用，下一篇再解释它的作用。
 *  关于锁存器。顾名思义就是将数据保存并锁定。一旦进入了锁存器，除非断电或重置数据（MR口设置为低电平），锁存器的数据不会再改变。好处是，当你需要更新数据时，将数据串行输入移位寄存器的过程中，锁存器里的数据不会有任何影响，也就不会有闪烁了。一直到移位寄存器8位数据准备完毕，再制造一次STCP的上升沿一次性更新锁存器的数据，更新输出。

另外，我做了一个动画帮助你理解整个过程。

![74hc595][74hc595 1]  
74HC595

### 硬件连接 ###

注意，共阳数码管的共阳极连接5V电源时要串联一只限流电阻防止数码管电流过大损坏电阻。  
如果你用的是共阴极数码管就没关系了，74HC595输出的电流是控制好的可以直接连到阳极上。  
我手头上没有单独的1位数码管，就用4位数码管代替了，本文只接通数码管DIG1的共阳极做演示。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> 
    <div>
      2 
    </div> 
    <div>
      3 
    </div> 
    <div>
      4 
    </div> 
    <div>
      5 
    </div> 
    <div>
      6 
    </div> 
    <div>
      7 
    </div> 
    <div>
      8 
    </div> 
    <div>
      9 
    </div> 
    <div>
      10 
    </div> 
    <div>
      11 
    </div> 
    <div>
      12 
    </div> 
    <div>
      13 
    </div> 
    <div>
      14 
    </div> 
    <div>
      15 
    </div> 
    <div>
      16 
    </div> 
    <div>
      17 
    </div> 
    <div>
      18 
    </div> 
    <div>
      19 
    </div> 
    <div>
      20 
    </div> 
    <div>
      21 
    </div> 
    <div>
      22 
    </div> 
    <div>
      23 
    </div> 
    <div>
      24 
    </div> 
    <div>
      25 
    </div> 
    <div>
      26 
    </div> 
    <div>
      27 
    </div> 
    <div>
      28 
    </div> 
    <div>
      29 
    </div> 
    <div>
      30 
    </div> 
    <div>
      31 
    </div> 
    <div>
      32 
    </div> 
    <div>
      33 
    </div> 
    <div>
      34 
    </div> 
    <div>
      35 
    </div> 
    <div>
      36 
    </div> 
    <div>
      37 
    </div> 
    <div>
      38 
    </div> 
    <div>
      39 
    </div> 
    <div>
      40 
    </div> 
    <div>
      41 
    </div> 
    <div>
      42 
    </div> 
    <div>
      43 
    </div> 
    <div>
      44 
    </div> 
    <div>
      45 
    </div> 
    <div>
      46 
    </div> 
    <div>
      47 
    </div> 
    <div>
      48 
    </div> 
    <div>
      49 
    </div> 
    <div>
      50 
    </div> 
    <div>
      51 
    </div> 
    <div>
      52 
    </div> 
    <div>
      53 
    </div> 
    <div>
      54 
    </div> 
    <div>
      55 
    </div> 
    <div>
      56 
    </div> 
    <div>
      57 
    </div> 
    <div>
      58 
    </div> 
    <div>
      59 
    </div> 
    <div>
      60 
    </div> 
    <div>
      61 
    </div> 
    <div>
      62 
    </div> 
    <div>
      63 
    </div> 
    <div>
      64 
    </div> 
    <div>
      65 
    </div> 
    <div>
      66 
    </div> 
    <div>
      67 
    </div> 
    <div>
      68 
    </div> 
    <div>
      69 
    </div> 
    <div>
      70 
    </div> 
    <div>
      71 
    </div> 
    <div>
      72 
    </div> 
    <div>
      73 
    </div> 
    <div>
      74 
    </div> 
    <div>
      75 
    </div> 
    <div>
      76 
    </div> 
    <div>
      77 
    </div> 
    <div>
      78 
    </div> 
    <div>
      79 
    </div> 
    <div>
      80 
    </div> 
    <div>
      81 
    </div> 
    <div>
      82 
    </div> 
    <div>
      83 
    </div> 
    <div>
      84 
    </div> 
    <div>
      85 
    </div> 
    <div>
      86 
    </div> 
    <div>
      87 
    </div> 
    <div>
      88 
    </div> 
    <div>
      89 
    </div> 
    <div>
      90 
    </div> 
    <div>
      91 
    </div> 
    <div>
      92 
    </div> 
    <div>
      93 
    </div> 
    <div>
      94 
    </div> 
    <div>
      95 
    </div> 
    <div>
      96 
    </div> 
    <div>
      97 
    </div> 
    <div>
      98 
    </div> 
    <div>
      99 
    </div> 
    <div>
      100 
    </div> 
    <div>
      101 
    </div> 
    <div>
      102 
    </div> 
    <div>
      103 
    </div> 
    <div>
      104 
    </div> 
    <div>
      105 
    </div> 
    <div>
      106 
    </div> 
    <div>
      107 
    </div> 
    <div>
      108 
    </div> 
    <div>
      109 
    </div> 
    <div>
      110 
    </div> 
    <div>
      111 
    </div> 
    <div>
      112 
    </div> 
    <div>
      113 
    </div> 
    <div>
      114 
    </div> 
    <div>
      115 
    </div> 
    <div>
      116 
    </div> 
    <div>
      117 
    </div> 
    <div>
      118 
    </div> 
    <div>
      119 
    </div> 
    <div>
      120 
    </div> 
    <div>
      121 
    </div> 
    <div>
      122 
    </div> 
    <div>
      123 
    </div> 
    <div>
      124 
    </div> 
    <div>
      125 
    </div> 
    <div>
      126 
    </div> 
    <div>
      127 
    </div> 
    <div>
      128 
    </div> 
    <div>
      129 
    </div> 
    <div>
      130 
    </div> 
    <div>
      131 
    </div> 
    <div>
      132 
    </div> 
    <div>
      133 
    </div> 
    <div>
      134 
    </div> 
    <div>
      135 
    </div> 
    <div>
      136 
    </div> 
    <div>
      137 
    </div> 
    <div>
      138 
    </div> 
    <div>
      139 
    </div> 
    <div>
      140 
    </div> 
    <div>
      141 
    </div> 
    <div>
      142 
    </div> 
    <div>
      143 
    </div> 
    <div>
      144 
    </div> 
    <div>
      145 
    </div> 
    <div>
      146 
    </div> 
    <div>
      147 
    </div> 
    <div>
      148 
    </div> 
    <div>
      149 
    </div> 
    <div>
      150 
    </div> 
    <div>
      151 
    </div> 
    <div>
      152 
    </div> 
    <div>
      153 
    </div> 
    <div>
      154 
    </div> 
    <div>
      155 
    </div> 
    <div>
      156 
    </div> 
    <div>
      157 
    </div> 
    <div>
      158 
    </div> 
    <div>
      159 
    </div> 
    <div>
      160 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>#!/usr/bin/env python</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code># encoding: utf-8</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>import</code> 
      <code> RPi.GPIO</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>import</code> 
      <code> time</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code># 串行数据输入引脚连接的GPIO口</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>DS </code> 
      <code>=</code> 
      <code>13</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code># 移位寄存器时钟控制引脚连接的GPIO口——上升沿有效</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>SHCP </code> 
      <code>=</code> 
      <code>19</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code># 数据锁存器时钟控制引脚连接的GPIO口——上升沿有效</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>STCP </code> 
      <code>=</code> 
      <code>26</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>RPi.GPIO.setmode(RPi.GPIO.BCM)</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>RPi.GPIO.setup(DS, RPi.GPIO.OUT)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>RPi.GPIO.setup(STCP, RPi.GPIO.OUT)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>RPi.GPIO.setup(SHCP, RPi.GPIO.OUT)</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>RPi.GPIO.output(STCP, </code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>RPi.GPIO.output(SHCP, </code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code># 通过串行数据引脚向74HC595的传送一位数据</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>def</code> 
      <code> setBitData(data):</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 准备好要传送的数据</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>RPi.GPIO.output(DS, data)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 制造一次移位寄存器时钟引脚的上升沿（先拉低电平再拉高电平）</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 74HC595会在这个上升沿将DS引脚上的数据存入移位寄存器D0</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 同时D0原来的数据会顺移到D1，D1的数据位移到D2。。。D6的数据位移到D7</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 而D7的数据已经没有地方储存了，这一位数据会被输出到引脚Q7S上</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>RPi.GPIO.output(SHCP, </code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>RPi.GPIO.output(SHCP, </code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code># 指定数码管显示数字num(0-9)，第2个参数是显示不显示小数点（true/false）</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code># 由于我使用的数码管是共阳数码管，所以设置为低电平的段才会被点亮</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code># 如果你用的是共阴数码管，那么要将下面的True和False全部颠倒过来，或者统一在前面加上not</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>def</code> 
      <code> showDigit(num, showDotPoint):</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>(num </code> 
      <code>=</code> 
      <code>=</code> 
      <code>0</code> 
      <code>) :</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>not</code> 
      <code>showDotPoint) </code> 
      <code># DP</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)&nbsp; </code> 
      <code># G</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>) </code> 
      <code># F</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>) </code> 
      <code># E</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>) </code> 
      <code># D</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>) </code> 
      <code># C</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>) </code> 
      <code># B</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>) </code> 
      <code># A</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>elif</code> 
      <code>(num </code> 
      <code>=</code> 
      <code>=</code> 
      <code>1</code> 
      <code>) :</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>not</code> 
      <code>showDotPoint)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>elif</code> 
      <code>(num </code> 
      <code>=</code> 
      <code>=</code> 
      <code>2</code> 
      <code>) :</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>not</code> 
      <code>showDotPoint)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>elif</code> 
      <code>(num </code> 
      <code>=</code> 
      <code>=</code> 
      <code>3</code> 
      <code>) :</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>not</code> 
      <code>showDotPoint)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>elif</code> 
      <code>(num </code> 
      <code>=</code> 
      <code>=</code> 
      <code>4</code> 
      <code>) :</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>not</code> 
      <code>showDotPoint)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>elif</code> 
      <code>(num </code> 
      <code>=</code> 
      <code>=</code> 
      <code>5</code> 
      <code>) :</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>not</code> 
      <code>showDotPoint)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>elif</code> 
      <code>(num </code> 
      <code>=</code> 
      <code>=</code> 
      <code>6</code> 
      <code>) :</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>not</code> 
      <code>showDotPoint)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>elif</code> 
      <code>(num </code> 
      <code>=</code> 
      <code>=</code> 
      <code>7</code> 
      <code>) :</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>not</code> 
      <code>showDotPoint)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>elif</code> 
      <code>(num </code> 
      <code>=</code> 
      <code>=</code> 
      <code>8</code> 
      <code>) :</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>not</code> 
      <code>showDotPoint)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>elif</code> 
      <code>(num </code> 
      <code>=</code> 
      <code>=</code> 
      <code>9</code> 
      <code>) :</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>not</code> 
      <code>showDotPoint)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>setBitData(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 移位寄存器的8位数据全部传输完毕后，制造一次锁存器时钟引脚的上升沿（先拉低电平再拉高电平）</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 74HC595会在这个上升沿将移位寄存器里的8位数据复制到8位的锁存器中（锁存器里原来的数据将被替换）</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 到这里为止，这8位数据还只是被保存在锁存器里，并没有输出到数码管上。</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 决定锁存器里的数据是否输出是由“输出使能端口”OE决定的。当OE设置为低电平时，锁存器里数据才会被输出到Q0-Q7这8个输出引脚上。</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 在我的硬件连接里，OE直接连接在了GND上，总是保持低电平，所以移位寄存器的数据一旦通过时钟上升沿进入锁存器，也就相当于输出到LED上了。</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>RPi.GPIO.output(STCP, </code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>RPi.GPIO.output(STCP, </code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>try</code> 
      <code>:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 测试代码</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 从0显示到9，不显示小数点</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>for</code> 
      <code>x </code> 
      <code>in</code> 
      <code> range</code> 
      <code>(</code> 
      <code>0</code> 
      <code>,</code> 
      <code>10</code> 
      <code>):</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>showDigit(x, </code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>time.sleep(</code> 
      <code>0.2</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 再从0显示到9，显示小数点</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>for</code> 
      <code>y </code> 
      <code>in</code> 
      <code> range</code> 
      <code>(</code> 
      <code>0</code> 
      <code>,</code> 
      <code>10</code> 
      <code>):</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>showDigit(y, </code> 
      <code>True</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>time.sleep(</code> 
      <code>0.2</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>except</code> 
      <code>KeyboardInterrupt:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>pass</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code># 最后清理GPIO口</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code># 清理了IO是将所有使用中的IO口释放，并全部设置为输入模式</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code># 你会发现最后设置的数据在清理了IO口以后还会继续正常显示</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code># 这是因为数据一旦存入锁存器，除非断电或重置数据（MR口设置为低电平），</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code># 否则最后设置的数据会一直保留在74HC595芯片中。也就是被“锁存”了。</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>RPi.GPIO.cleanup()</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[mangolovecarrot]: http://blog.mangolovecarrot.net/2015/06/03/raspi-study0801/
[74hc595]: /images/20220713/0804b6d40906405c86b8ee8cf2c04943.png
[hardware]: /images/20220713/7fe3491c57344fbc8b15cb8827d352af.png
[01]: /images/20220713/549b20b891a04dea820bf4b90921c866.png
[74hc595 1]: /images/20220713/a3e81d8967d04802b109b0e111b41512.png