用单片机进行串并行数据转化及其在家用电器控制中的应用
在家用电器控制中,数据将串并行转换是经常进行的,这是因为很多时候我们需要并行的数
据传输,比如驱动一个七段显示器显示出数据出来,就需要至少7比特的并行数据.而如果
一个家电产品中同时有多个七段显示器以及各种按键等,则并行数据量就更大了.而单片机
输入输出端口总是有限的,为了能够完成家用电器的更多的控制功能,用来驱动这些并行数
据的端口只能限定在少数的几个.为了达到少数的输入输出端口来控制大量的外部设备,就
需要将串行数据转换到并行数据.

通常这种串行数据转换到并行数据的过程通过单片机以及外部的移位锁存器来完成.下面的
内容介绍Holtek单片机46R47配合74HC164移位锁存器来实现串行数据到并行数据的转化,
并探讨如何将其应用到键盘扫描和显示之中.
一, 串并行数据的转换
1. 用两个端口实现所有按键的扫描
由于单片机的端口有限,且每个端口都有特定的应用,对于单片机的按键事件处理来说,如
果把所有的端口都使用上肯定是不经济的,所以在电磁炉单片机电路的设计过程中,通常都
只用一个端口来输出按键扫描的数据信号,因为只有一个端口,所以8比特的数据要从这一
端口输出,只能按顺序串行输出了,这就涉及到一个串行数据到并行数据的转换问题,在电
磁炉电路中,比较广泛使用74HC164来实现这种转换.

74HC164是比较典型的移位寄存器,该移位寄存器有一个数据输入端口,一个时钟信号端口
和八个输出端口.如图1所示.
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
74HC164
串行数据输入 时钟输入

图1 74HC164个引脚

当时钟信号从低电平变为高电平的时候将输出一个数据到输出端D0,当时钟第二次由低电
平变为高电平的时候将输出第二个数据到D0,而第一个数据将转移到D1端口.依此类推,
每一个时钟周期中都有一个串行数据输出到D0,而其他的数据则不断往高位移动直到所有
数据传输结束.如果不再有时钟周期输入,则这些数据将暂存在输出端.

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如果需要有更多的输出端口,可以把多个74HC164串联起来用.串联的方法如图2所示.
74HC164
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
74HC164
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
串行数据输入 时钟输入

图2 两个锁存器串联

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