树莓派与GPIO：74HC595控制LED数码管

当初入手树莓派的一个重要原因就是看中了它的GPIO。利用GPIO和python脚本（当然也可以是C等等），可以玩出很多花来。最简单的例子，控制一只LED是亮灯还是灭灯。这当然没啥稀奇，但改下python脚本，有规律的亮和灭，就能模拟汽车转向灯。再改改，还能模拟大楼晚上防飞机撞的双闪灯效果出来。当然这些效果最多也就两个三极管加两三个电阻电容就能实现，这种特效就是五毛特效还有的找。但这不是重点，重点在于，没有GPIO的树莓派可玩性大大降低。

LED数码管是常见的东东，本质上就是8个独立的LED被封装在一起，其中7个组成了“8”字，还有一个小数点。我们可以用8个GPIO去控制这些LED的亮与灭，让亮的LED拼成想要的数字。这当然是可行的，但是会消耗宝贵的GPIO引脚。因此稍微有技术含量一点的做法是用一片串入并出的IC，如74HC595来减少GPIO的消耗。具体原理请参阅http://blog.mangolovecarrot.net/2015/06/03/raspi-study0801/，谨向原作者表示感谢，尤其是那个动图对理解74HC595的工作原理很有启发。但可能与原作者用的数码管类型或引脚编号不同，我实际调试成功的驱动单管电路图如下：



其中，8字数码管是共阳的，图中段码前的数字代表实际的物理引脚号，规则是如图放置，逆时针数，左下为1，左上为10。3号脚悬空不管。74HC595也一样，引脚向下，缺口向左，逆时针数。1号脚接数码管g，2号脚接f，......，7号脚接数码管a，15号脚接数码管dp。

Vcc接树莓派GPIO3.3V引脚，DS接树莓派PIN13，SHCP接PIN11，STCP接PIN15。

python脚本编写是按ABCDEFG DP的顺序来。参考代码如下（仅以显示5为例）：

import RPi.GPIO as GPIO

import time

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

GPIO.setwarnings(False)

GPIO.setup(13,GPIO.OUT)  # Serail Data

GPIO.setup(11,GPIO.OUT)  # Serail Data Confirm

GPIO.setup(15,GPIO.OUT)  # Output Data

def InputBit():

    GPIO.output(11,False)

    GPIO.output(11,True)

def ShowLED():

    GPIO.output(15,False)

    GPIO.output(15,True)   

def Show5():

    # Data 0 A

    GPIO.output(13,False)

    InputBit()

    # Data 1 B

    GPIO.output(13,True)

    InputBit()

    # Data 2 C

    GPIO.output(13,False)

    InputBit()

    # Data 3 D

    GPIO.output(13,False)

    InputBit()

    # Data 4 E

    GPIO.output(13,True)

    InputBit()

    # Data 5 F

    GPIO.output(13,False)

    InputBit()

   

    # Data 6 G

    GPIO.output(13,False)

    InputBit()

    # Data 7 DOT

    GPIO.output(13,True)

    InputBit()

    # Output

    ShowLED()   

   

def main():

    Show5()

if __name__ == "__main__":

 main()