## 项目11 74HC595N控制8个LED

**1. 项目介绍：**

在之前的项目中，我们已经学过了怎样点亮一个LED。

ESP32上只有32个IO端口，我们如何点亮大量的led呢? 有时可能会耗尽ESP32上的所有引脚，这时候就需要用移位寄存器扩展它。你可以使用74HC595N芯片一次控制8个输出，而只占用你的微控制器上的几个引脚。你还可以将多个寄存器连接在一起，以进一步扩展输出。

在这个项目中，我们将使用ESP32，74HC595芯片和LED制作一个流水灯来了解74HC595芯片的功能。

**2. 项目元件：**

|![Img](./media/afc52f6616725ba37e3b12a2e01685ad.png)|![Img](./media/a2aa343488c11843f13ae0413547c673.png)|![Img](./media/44e4bc7bbc88eafd59a57fc4876f6725.png)|![Img](./media/0bec60f258b235ba8a8a332fd1b6e5fe.png)|
| :--: | :--: | :--: | :--: |
|ESP32*1|面包板*1|74HC595N芯片*1|红色LED*8|
|![Img](./media/a487df5effb3b0ae28e7601cad88c97b.png)| ![Img](./media/8d920d12138bd3b4e62f02cecc2c63a3.png)|![Img](./media/b4421594adeb4676d63581a1047c6935.png)| |
|220Ω电阻*8|跳线若干|USB 线*1| |

**3. 元件知识：**

![Img](./media/46bf6b6fb5968bea5b7fd226a6f95567.png)

**74HC595N芯片：** 简单来说就是具有8 位移位寄存器和一个存储器，以及三态输出功能。移位寄存器和存储器同步于不同的时钟，数据在移位寄存器时钟SCK的上升沿输入，在存储寄存器时钟RCK的上升沿进入的存储寄存器中去。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端（SI）和一个用于级联的串行输出端（SQH）,8位移位寄存器可以异步复位（低电平复位），存储寄存器有一个8位三态并行的总线输出，当输出使能（OE）被使能（低电平有效）将存储寄存器中输出至74HC595N的引脚（总线）。

![Img](./media/img-20241115081711.png)

**引脚说明：**

| 引脚： | 引脚说明： |
| :--: | :--: |
| 13引脚OE | 是一个输出使能引脚，用于确保锁存器的数据是否输入到Q0-Q7引脚。在低电平时，不输出高电平。在本实验中，我们直接连接GND，保持低电平输出数据。|
| 14引脚SI/DS | 这是74HC595接收数据的引脚，即串行数据输入端，一次只能输入一位，那么连续输入8次，就可以组成一个字节了。|
| 10引脚SCLR/MR | 一个初始化存储寄存器管脚的管脚。在低电平时初始化内部存储寄存器。在这个实验中，我们连接VCC以保持高水平。|
| 11引脚SCK/SH_CP | 移位寄存器的时钟引脚，上升沿时，移位寄存器中的数据整体后移，并接收新的数据输入。|
| 12引脚RCK/ST_CP | 存储寄存器的时钟输入引脚。上升沿时，数据从移位寄存器转存到存储寄存器中。这时数据就从Q0~Q7端口并行输出。|
| 9引脚SQH | 引脚是一个串行输出引脚，专门用于芯片级联，接下一个74HC595的SI端。|
| Q0--Q7(15引脚，1-7引脚) | 八位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。|

**4. 项目接线图：**

<span style="color: rgb(255, 76, 65);">注意：</span>需要注意74HC595N芯片插入的方向。

![Img](./media/9b0649bf40ed46557baabcf617c69804.png)

![Img](./media/cc4e68fb791ca0f40d0e6554d43b1ab2.png)

**5. 项目代码：**

![Img](./media/07136289f76a0932a80f00bcf8878de8.png)

你可以把代码移到任何地方。例如，我们将代码保存在 **D盘** 中，<span style="color: rgb(0, 209, 0);">路径为D:\2. 项目教程</span>。

![Img](./media/f1ef150917d08d30d272d3e2d31ad5d7.png)

打开 “Thonny” 软件，点击 “此电脑” → “D:” → “2. 项目教程” → “项目11 74HC595N控制8个LED”。选择 “my74HC595\.py”，鼠标右键单击选择 “**上传到/**”，等待 “my74HC595\.py” 被上传到ESP32，然后鼠标左键双击 “Project_11_74HC595N_Controls_8_LEDs.py”。

![Img](./media/482d18bfbe6bf6d2e0ef21d54c0f4ebc.png)

![Img](./media/7910b3fa47e7049819f9b282129a1ebc.png)

```python
# 导入time和my74HC595库.
from my74HC595 import Chip74HC595
import time

# 创建Chip74HC595对象并配置引脚
chip = Chip74HC595(14, 12, 13)
# ESP32-14: 74HC595-DS(14)
# ESP32-12: 74HC595-STCP(12)
# ESP32-13: 74HC595-SHCP(11)

#第一个for循环使LED从左到右分别点亮
#而第二个for循环使它从右向左分别点亮.
while True:
    x = 0x01
    for count in range(8):
        chip.shiftOut(1, x)
        x = x<<1;
        time.sleep_ms(300)
    x = 0x01
    for count in range(8):
        chip.shiftOut(0, x)
        x = x<<1
        time.sleep_ms(300)
```
**6. 项目现象：**

确保ESP32已经连接到电脑上，单击 ![Img](./media/a6fabb1fd771beb9a69907350f6832a1.png)。

![Img](./media/4c8f401dc6b1d34a774a4d2dfc226bea.png)

单击 ![Img](./media/9616c14ed0ecaf936963389291c6c68a.png)，代码开始执行，你会看到的现象是：8个LED开始以流水模式闪烁。按 “Ctrl+C” 或单击 ![Img](./media/a6fabb1fd771beb9a69907350f6832a1.png) 退出程序。

![Img](./media/ddbf101a5e86e907a994b246b5b5f2ab.png)

![Img](./media/de7ef1d58423282ec05b12fdc0af0292.png)





