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2023-11-17
74HC138在单片机原理与应用中的应用
【摘要】：图8-7 74HC138驱动点阵显示块8.2.1 三八译码器的原理三八译码器即三线八线译码器，三线是指三位的二进制输入端，八线是指八位输出端。图8-9 DIP16封装的74HC138图8-10 74HC138引脚排列表8-2 74HC138引脚的功能8.2.2 74HC138的编程应用用点阵LED显示心形图案。
要驱动一个单色的LED点阵显示块，可以使用总线驱动器74HC245，任务8.1中使用了一个74HC245用来驱动行线，将图8-1电路图稍做改动，用两个74HC245配合使用8051系列单片机的两组I/O口来实现，其电路原理如图8-6所示。
图8-6中，两片74HC245分别驱动点阵显示块的行线和列线，驱动一个点阵显示块总共占用了单片机的16个I/O口，为了节省I/O口，可以使用前面介绍的74HC573。在这介绍另外一个芯片，用74HC138作为列线的驱动，其电路如图8-7所示。
图8-6 74HC245驱动点阵显示块
在图8-7所示的电路中，使用一片总线驱动器74HC245驱动点阵显示块的行线，而点阵显示块的列线则由一片74HC138来驱动，这样做的好处是可以节省5个I/O口，74HC138的灌电流和拉电流大约为25 mA，驱动8个LED绰绰有余。
图8-7 74HC138驱动点阵显示块
8.2.1 三八译码器的原理
三八译码器即三线八线译码器，三线是指三位的二进制输入端，八线是指八位输出端。三个输入端可以组合成从“000”到“111”共八种组合变化，对应着八个输出端互斥的低电平输出。
1.74HC138的功能
74HC138是一种三通道输入、八通道输出的译码器，其内部原理如图8-8所示。图中A0～A2为三线输入端，Y0～Y7为八线输出端。CS1、CS2和CS3分别是芯片的三个选通控制端，当CS1～CS3的值为“100”时芯片被使能，三个输入端电平的变化会被翻译成八个输出端互斥的低电平输出。三八译码器的引脚逻辑见表8-1。
图8-8 74HC138的内部原理
表8-1 74HC138真值表
注：H＝高电平，L＝低电平，×＝不用关心，Z＝高阻态。
2.74HC138的引脚排列
74HC138采用CMOS工艺，工作电压为2.0～6.0 V，其外观如图8-9所示，引脚排列如图8-10所示，引脚功能见表8-2。
图8-9 DIP16封装的74HC138(www.chuimin.cn)
图8-10 74HC138引脚排列
表8-2 74HC138引脚的功能
8.2.2 74HC138的编程应用
【实训8.1】用点阵LED显示心形图案。按照图8-7所示的实验电路，用来驱动点阵显示模块。电路搭建好后，编写驱动程序，目的是在点阵显示块上显示一个固定的心形，具体程序见代码清单。
将源程序正确编译后，在Proteus中进行仿真，程序运行后可见点阵显示块上显示出了心形图案，具体状态如图8-11所示。
图8-11 点阵显示块显示心形图案（一）
【实训8.2】让图像动起来。在上面的编程应用中，已经成功地将心形图案显示在点阵显示块上，现在如何让这个心形图案动起来，实现的方法是使用本书前面介绍的循环左移函数，具体程序见代码清单。
以上程序运行后，我们会发现点阵显示块上显示的心形图案会自上而下不断运动，具体状态如图8-12所示。
图8-12 点阵显示块显示心形图案（二）
三八译码器可以进一步降低I/O口的开销，其互斥的低电平输出可以驱动总线上不同器件的OE端作为选通信号，用于选通总线上的多个器件。另外，三八译码器同样具有较强的驱动能力，可以进一步简化电路的设计。
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