利用芯片74hc165为单片机增加输入扩展端口proteus仿真arduino
我们前面的博文《输入端口少如何扩展？74hc148或74ls148级联在arduino中实现16转4的应用》介绍了148,148输入后可以立即输出到数码管，可以说它是自带编BCD编码器的。而今天这里我们主要介绍的74hc165是没有编码器，这里我们以proteus为仿真环境，arduino作为编译代码环境。
文章目录
- 一、芯片介绍
- 1、图片介绍
- 2、管脚功能描述
- 二、原理图
- 三、测试代码
- 1、代码
- 2、驱动流程
- 四、测试效果
文章原出处： https://blog.csdn.net/haigear/article/details/132911752
一、芯片介绍
1、图片介绍
常规我们拿到的165的芯片是这样的，芯片手册中的管脚顺序及命名方式和proteus中的有所差别（左边的图为芯片手册中的图，右边的为proteus中的图）
很明显，我们看到proteus中9号管脚为SO，而芯片手册中的9号管脚为Qh，名称不但作用都是输出脚。
2、管脚功能描述
由于我们重点在proteus中仿真，所以我们这里只对proteus中的管脚进行功能的介绍：
| 管脚名: | 功能描述: |
|---|---|
| D0…D7 | 并行输入脚 |
| INH | 并联负载（低电平有效） |
| SH/LD | 即我们说的CP串行时钟 |
| CLK | 时钟使能（低电平有效） |
| SO | 串行输出,即我们常说的DS |
| QH | 反相串行输出（通常不使用） |
| SI | 串行输入* |
二、原理图
这里我们只是为了测试其功能，简单的使用了一个排阻和8个按钮接在了并行输入端口D0~D7上。
三、测试代码
几个管脚的定义这里我们说明一下，好让大家能够与上表列出的管脚对应，这里的datapin就是so管脚，clockpin就是CLK管脚，latchPin就是SH/LD管脚。
1、代码
下面的代码只是一个简单的演示代码，所以就不过多的做解释了。
/* Main.ino file generated by New Project wizard** Created: 周四 9月 14 2023* Processor: ATmega328P* Compiler: Arduino AVR (Proteus)*/const int dataPin = 2; // 数据引脚
const int clockPin = 3; // 时钟引脚
const int latchPin = 4; // 锁存引脚
const int numRegisters = 1; // 74HC165芯片个数byte registerData[numRegisters]; // 存储74HC165芯片数据的数组void setup() {pinMode(dataPin, INPUT);pinMode(clockPin, OUTPUT);pinMode(latchPin, OUTPUT);// 初始化串行通信Serial.begin(9600);
}void loop() {// 读取74HC165芯片数据readData();// 打印每个输入引脚状态for (int i = 0; i < numRegisters * 8; i++) {Serial.print("Input ");Serial.print(i);Serial.print(": ");Serial.println(bitRead(registerData[i / 8], i % 8));}delay(1000);
}void readData() {digitalWrite(latchPin, LOW);delayMicroseconds(10);digitalWrite(latchPin, HIGH);for (int i = numRegisters - 1; i >= 0; i--) {registerData[i] = shiftIn(dataPin, clockPin, MSBFIRST);}
}
对于初学者，我们看到shiftIn或者shiftOut这样的函数，都是arduino自带的为移位操作特别定制的函数，可以在arduino的IDE中reference里面查找。
2、驱动流程
驱动这个芯片我们分为以下几步：
第一，设置好各个输入键的电平状态
第二，操作SH/LD管脚也就是代码中的Latchpin，使之从低电平保持5个周期以上后置为高电平，让芯片检测到一个上升沿跳变
第三，给CLK脚，也就是程序中的clockpin一个下降沿的跳变，而且每检测到一次下降沿的跳变，so端口，也就是datapin就会输出一位（这也就是传说中的移位）
四、测试效果
有了上面的基本电路后，我们就可以实现对arduino或者其他的stm32或者8051单片机的输入端口的扩展，比如我们加一个键盘矩阵或者多个按钮，那就再也不用担心输入端口不够啦。如果键盘数量大于8个，那我们可以通过SO和下一个165芯片的SI进行级联实现8xn的端口扩展，比如做一个电子琴，那就要多级联几个才足够我们实现多个音阶。
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级联有一片博文可以供大家参考，我这里就不赘述：https://www.cnblogs.com/F-91/p/14713514.html
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