arduino(esp8266)驱动74hc595进行流水灯异常一例

这两天重新来玩74HC595,因为前一段时间为了点亮led 像素屏用了查理复用，但是查理复用的GPIO占用实在太高，而且接线其实也非常不方便；因此打算重新用74HC595来点灯，毕竟595的价格喜人啊。

之前一直不愿意用595的原因是它的文档实在看起来头疼的很，什么sclk,rclk,sclr,stcp ,shcp,ds,si 等等，同样是595 芯片，不同文档介绍的时候，pin的名称是两套，不论是那一套都让人容易晕头转向。

同时为了更深入理解595的运行机制，加上前端时间用了tm1637,学习了异或和对应的二进制转换，所以打算手工来驱动595 ，不使用shiftout函数。

布线如下：

代码如下：

 
int latchPin = D8;  //Pin connected to ST_CP(pin 12) of 74HC595 //ST
int clockPin = D6; //Pin connected to SH_CP(pin 11) of 74HC595  //这个pin居然可以没有 SH
int dataPin = D7;  //Pin connected to DS(pin 14) of 74HC595
int r = 8;
unsigned char sequence[8] = {B00000001, B00000010, B00000100, B00001000, B00010000, B00100000, B01000000, B10000000,};
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(latchPin, OUTPUT);
  pinMode(clockPin, OUTPUT);
  pinMode(dataPin, OUTPUT);
}
uint8_t cur = 0;
void loop() {
  for (int a = 0; a < 8; a++) {
    cur = sequence[a];
    digitalWrite(latchPin, LOW);
    for (int c = 0; c < 8; c++) {
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      if (cur & 0x01)digitalWrite(dataPin, HIGH);
      else digitalWrite(dataPin, LOW);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      cur >>= 1;
    }
    digitalWrite(latchPin, HIGH);
    delay(800);
  }
  delay(2000);
}

这样的代码就是从8->1输出流水灯，结果8->2都运行起来正常，但是2->1的时候出了问题，本来应该是2灭1亮，结果2和1 一期亮了，如下图：

 代码问题找了无数遍找不出原因，各种测试和尝试，找不出原因。

按照595的手册：

1、SI(DS)输入数据;

2、CLK（SHCP）上升沿，输入数据到移位寄存器;

3、重复上面过程到数据输入结v束；

4、RCLK(STCP) 上升沿，移入数据到锁存器并行输出Q0-Q8并行输出；

所以上面的代码是没有错的，网上搜到过由于电压不对，导致输出不对的情况，595 的电压是5V，SI（DS）的电压是3.3V这种情况导致输出不对，于是就试了一下，结果在3.3V 的情况下，8->1确实输出正常。

由于3.3V 下，LED不够亮，重新回到了5V折腾，于是开始怀疑是不是各种接线不对，于是把MR接到了GND,之前没有接，如下图

这次调整后，MR接了GND, 5.5V下8-1输出正常，这其实已经是最标准的做法，因为之前没有接MR.

然而这件事并没有完,后来在MR没有接入GND的情况下，为了对比一下效果，使用了shiftout函数，发觉MR没有接入GND，同样意图8->1输出，我自己的代码2->1 同时亮，而shiftout函数又是完全正常的，代码如下：

 
int latchPin = D8;  //Pin connected to ST_CP(pin 12) of 74HC595 //ST
int clockPin = D6; //Pin connected to SH_CP(pin 11) of 74HC595  //这个pin居然可以没有 SH
int dataPin = D7;  //Pin connected to DS(pin 14) of 74HC595
int r = 8;
unsigned char sequence[8] = {B00000001, B00000010, B00000100, B00001000, B00010000, B00100000, B01000000, B10000000,};
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(latchPin, OUTPUT);
  pinMode(clockPin, OUTPUT);
  pinMode(dataPin, OUTPUT);
}
uint8_t cur = 0;
void loop() {
  for (int a = 0; a < 8; a++) {
    cur = sequence[a];
    digitalWrite(latchPin, LOW);
    for (int c = 0; c < 8; c++) {
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      if (cur & 0x01)digitalWrite(dataPin, HIGH);
      else digitalWrite(dataPin, LOW);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      cur >>= 1;
    }
    digitalWrite(latchPin, HIGH);
    delay(800);
  }
  for (int m = r - 1; m >= 0; m--) {
    digitalWrite(latchPin, LOW);
    shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, sequence[m]);
    digitalWrite(latchPin, HIGH); delay(800);
  }
  delay(2000);
}

视频对比如下：

于是又各种找原因，怀疑是不是各种上升沿出了问题，各种怀疑，各种调试，反正就是觉得奇怪：

1、在MR接入GND的情况下，都正常；

2、在MR没有GND的情况下，3.3V电压 一切正常；5V电压，为啥shiftout函数亮灯正常，而我自己的函数亮灯前面正常，最后两位出了问题，如果说我的代码有问题，那么为啥有的情况下工作正常，有的不正常？

一直到最后实在不行，祭出了终极大法，查看shiftout的源代码：

void shiftOut(uint8_t dataPin, uint8_t clockPin, uint8_t bitOrder, uint8_t val) {
    uint8_t i;
 
    for(i = 0; i < 8; i++) {
        if(bitOrder == LSBFIRST)
            digitalWrite(dataPin, !!(val & (1 << i)));
        else
            digitalWrite(dataPin, !!(val & (1 << (7 - i))));
 
        digitalWrite(clockPin, HIGH);
        digitalWrite(clockPin, LOW);
    }
}

这一下就对比出来了，shiftout对于时钟线的上升沿用的是：

digitalWrite(clockPin, HIGH);
digitalWrite(clockPin, LOW);

而我自己用的是：

      digitalWrite(clockPin, LOW);
 
      digitalWrite(clockPin, HIGH);

当把代码重新修改后，在MR不接GND的情况下，5V电压，从8->1 shiftout和我自己的代码都工作正常。

在网上其他人的代码也是同我最初的情况一样：

 应该说很多人都是这么写的，先low后high.

一般情况下，MR接入GND，这段代码都会工作正常,但是我上面的经历说明了某些情况下如果不按照shiftout所示的先high后low，会存在难以找到原因的异常，包括网上流传的5V电压74HC595不稳定要用到3.3V电压的谣传大概也是因为这个原因。

不过最后还是没有搞明白为啥是先high后low,而不是先low和high呢？