74HC595: Een uitgebreide gids voor hoog-efficiënte 8-bits shift-registerchips
Schakelregisters zijn apparaten die sequentiële logica gebruiken om binaire gegevens op te slaan en te verzenden.Het zijn bidirectionele circuits die elk beetje gegevens van invoer naar uitvoer met elke klokpuls verplaatsen.Momenteel zijn er verschillende modellen van schuifregisters, waaronder de 74HC595 zo'n serieel-naar-parallel uitvoerverschuivingsregister is.De functie is om seriële signalen om te zetten in parallelle signalen, die vaak worden gebruikt bij het aandrijven van chips voor verschillende digitale buizen en dotmatrixschermen.Dit artikel introduceert zijn specifieke informatie uit de aspecten van PIN -configuratie en toepassing.Catalogus
1. Overzicht van 74HC595
2. PIN -configuratie en functies
3. Logisch diagram van 74HC595
4. Toepassingen van 74HC595
5. Gebruiksgevallen van 74HC595
6. Verbetering van de rijmogelijkheid van de 74HC595
1. Overzicht van 74HC595
De 74HC595 is een 8-bits schakelregister dat seriële input combineert met parallelle output en unieke tri-state uitvoeropties biedt.Deze complexe component werkt door seriële gegevens te ontvangen via zijn seriële gegevensinvoer (SDI) aan de stijgende rand van de seriële klok (SCK).Het interne 8-bit shift-register verwerkt de gegevens, die achtereenvolgens worden uitgevoerd vanaf de Q7 'terminal-het hoogste punt van seriële gegevensuitvoer.
- Seriële klok (SCK): geactiveerd op de stijgende rand
- Seriële gegevensinvoer (SDI): ontvangt 8-bit gegevens
- Q7 'Terminal: hoogste bit seriële gegevensuitvoer
- De conversie naar parallelle output ontvouwt zich op de stijgende rand van de grendelregeling (LCK).Het is op dit moment dat de gegevens in het 8-bits schuifregister worden vergrendeld in het 8-bits parallelle uitvoerregister.De waarden die worden blootgesteld door de parallelle uitgangen zijn dezelfde als die die erin zijn opgeslagen, afhankelijk van het uitgangsverminderingssignaal (OE) -signaal is laag (ingeschakeld).
- Latch Control (LCK): geactiveerd op de stijgende rand
- Uitgang inschakelen (OE): geactiveerd wanneer laag
Alternatieven en gelijkwaardige opties
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. PIN -configuratie en functies
De 74HC595 heeft 16 pins, wiens lay -out zijn veelzijdigheid bewijst:
- Ser (pin 1): De gateway voor seriële gegevens, Ser Pin, helpt bij bit-bit transmissie in de chip.Het initieert gegevensoverdracht in parallel, één klokpuls tegelijk.
- RCLK (Pin 2): RCLK handelt als registerklokinvoer, RCLK houdt toezicht op de gegevens van gegevens van het schuifregister naar het uitvoerregister, waardoor gesynchroniseerde gegevensopslag wordt gewaarborgd.
- SRCLK (Pin 3): Dit schakelregister Clock Input Pin Coördinaten Shift -bewerkingen, het tempo van gegevensconversie beheren.
- OE (pin 4): de uitvoerinvoer geeft gegevensoverdracht aan via uitvoerpennen, schakelen tussen ingeschakelde en uitgeschakelde toestanden via het spanningsniveau.
- DS (Pin 5): een bidirectionele seriële gegevensinvoer, DS biedt een alternatief gegevensinvoerpunt, het verbeteren van de communicatieflexibiliteit.
- ST_CP (Pin 6): Output Store Trigger Clock Input regelt de timing van gegevensopslag in uitvoerpennen, wat wijzigingen in het Winkel Trigger Clock -signaal weerspiegelt.
- SH_CP (pin 7): regelt de klokinvoer van het schuifregister, SH_CP is cruciaal voor het migreren van gegevens in volgorde van het schuifregister.
- Q7 '(Pin 8) tot Q0-Q7 (pinnen 9-16): deze uitvoerpennen vertegenwoordigen de kern van parallelle gegevensver voortplanting, die de gegevens van het Shift-register van het laagste naar het hoogste bit weerspiegelen.
3. Logisch diagram van 74HC595
4. Toepassingen van 74HC595
De 74HC595 blinkt uit op meerdere gebieden, met het aanpassingsvermogen en de efficiëntie ervan:
Relaisregeling: de parallelle uitvoerfunctionaliteit maakt gelijktijdige regeling van meerdere relais mogelijk, die elk in staat zijn om een of meer elektrische apparaten te manipuleren.Dit maakt het maken van dynamische en robuuste elektrische besturingssystemen mogelijk.
Uitbreiding van digitale uitvoer: door de uitvoerpennen van een microcontroller aan te sluiten op de seriële ingang van de 74HC595, kunnen uitvoerpoorten gemakkelijk worden uitgebreid, waardoor de controle over andere apparaten wordt uitgebreid.
Weergavebesturing: in LCD-besturingsscenario's worden de 74HC595 soepel weergegeven weergavegegevens naar het scherm overgebracht met behulp van de serie-naar-parallelle conversie, waardoor naadloze updates van tekst, afbeeldingen of video worden gewaarborgd.
Music Beat Lights: Integratie van beat -besturingsalgoritmen met de 74HC595 kan LED -effecten maken perfect gesynchroniseerd met het muziekritme.Deze fusie legt de essentie van muziekbeats vast en transformeert ze in boeiende LED -displays van verschillende frequenties, helderheid en kleuren.
5. Gebruiksgevallen van 74HC595
5.1 Het ontwerpen van een LED-display met meerdere cijfers met 74HC595
5.1.1 Statische weergavemethode
In het rijk van statische displays is elke LED -segmentkeuzelijn ingewikkeld verbonden met de parallelle uitgangen van de 74HC595.Met dit verbindingsschema kan elk cijfer onafhankelijk worden weergegeven, met karakterwijzigingen die direct worden beheerd door de uitgangen van individuele 74HC595 -chips.
- Parallelle uitgangen: elke 74HC595 regelt een cijfer.
- Karakterwijzigingen: het display kan verschillende tekens weergeven.
- Hoewel resource-intensief, waarbij N 74HC595-chips en N+3 I/O-lijnen vereisen voor een N-cijfer-LED-display, benadrukt deze methode ook de complexiteit en kostenimplicaties die verband houden met Multi-cijfers LED-displays.
5.1.2 Dynamische weergavemethode
Om het circuitontwerp te vereenvoudigen, de kosten te verlagen en systeembronnen op te slaan voor LED-displays met meerdere cijfers, wordt een uniforme aanpak gebruikt.Hier zijn de segmentcodes van alle cijfers parallell en beheerd door een enkele 74HC595 -chip.
- Unified Control: een enkele 74HC595 regelt alle cijferssegmenten.
- Scanmethode: tekens worden opeenvolgend op LED's weergegeven.
- Met behulp van scanttechnologie wordt slechts één LED -personage op elk bepaald moment weergegeven en fietst door elk cijfer om de beoogde tekens te presenteren.De vergrendelingsfunctie van de 74HC595 elimineert de noodzaak van extra vertragingen, waardoor een persistentie van het gezichtsvermogen wordt vergemakkelijkt zonder de operationele snelheid op te offeren.
5.2 LED -aandrijfcircuitontwerp met behulp van de 74HC595 -chip
De 74HC595 -chip is lid van de 74 -serie, bekend om zijn snelle werking, laag stroomverbruik en gebruiksgemak.Het dient als een effectieve brug tussen microcontrollers en LED -displays en biedt veel voordelen.
5.2.1 LED -displays
LED-displays, met name zeven-segment LED-displays, hebben de voorkeur voor hun kosteneffectiviteit, laag stroomverbruik en betrouwbaarheid.Hoewel functie-rijke speciale LED-stuurprogramma's beschikbaar zijn, maken hun hogere kosten de 74HC595 een voorkeurskeuze voor budgetbewuste en vereenvoudigde systemen.
Voordelen van het gebruik van 74HC595: snelle snelheid, laag stroomverbruik, in staat om verschillende aantallen LED's te besturen.
Flexibiliteit en krachtefficiëntie: de 74HC595 maakt eenvoudige helderheidscontrole en energiebesparende bewerkingen mogelijk, geschikt voor zowel gemeenschappelijke anode als gemeenschappelijke kathodeschermen.
Flexibiliteit en krachtefficiëntie: de 74HC595 maakt eenvoudige helderheidscontrole en energiebesparende bewerkingen mogelijk, geschikt voor zowel gemeenschappelijke anode als gemeenschappelijke kathodeschermen.
5.2.2 Ontwerp met behulp van de 74HC595 CHik p
Deze opstelling wordt geïllustreerd via een interface -ontwerp met de AT89C2051 -microcontroller en de 74HC595, met een spanningsweergave met behulp van drie digitale buizen, met de nadruk op het belang van ordelijke gegevenspresentatie en verstelbare helderheid.
Controlepinnen (P115, P116, P117): Beheer de helderheid en volgorde van LED -displays.
6. Verbetering van de rijmogelijkheid van de 74HC595
Buffers of stuurprogramma's: met behulp van buffers zoals de 74LS244 (unidirectioneel) of 74LS245 (bidirectioneel) kan de signaalsterkte en stabiliteit verbeteren.
Passende voeding: ervoor zorgen dat de voeding binnen het aanbevolen spanningsbereik ligt en voldoende vermogen heeft om te voldoen aan de belastingvereisten, is cruciaal voor optimale prestaties.
Externe aandrijfcircuits: voor belastingen die de directe uitvoercapaciteit van de 74HC595 overschrijden, kunnen externe aandrijfcircuits met behulp van transistoren, FET's of speciale stuurprogramma's het uitgangssignaal versterken.
Overwegingen van PCB -lay -out: het minimaliseren van weerstand en inductantie in PCB -sporen kunnen de efficiëntie van de signaaltransmissie verbeteren, terwijl overmatige ruis en interferentie worden vermeden om de signaalkwaliteit te behouden.
Geschikte belastingsweerstanden: op basis van belastingsweerstanden kiezen
Op de kenmerken van het laadapparaat kunnen overstroomsituaties voorkomen die de 74HC595 -chip kunnen beschadigen.
Parallelle uitvoerconfiguratie: voor applicaties die een groot aantal apparaten vereisen met vergelijkbare rijvereisten, kunnen de uitgangen van meerdere 74HC595 -chips parallel parallel maken
Veel Gestelde Vragen
1. Is de 74HC595 een microcontroller?
De 74HC595 is een schuifregister dat werkt op een serie in parallel outprotocol.Het ontvangt gegevens serieel van een microcontroller en verzendt die gegevens vervolgens via parallelle pinnen.
2. Wat is de functie van de 74HC595?
De 74HC595 is een high-speed CMOS-apparaat.Het acht-bits schuifregister accepteert gegevens van de seriële invoer (DS) met elke positieve overgang van de Shift Register Clock (SHCP).Wanneer ingesteld op laag, stelt de resetfunctie alle schuifregisterwaarden in op nul onafhankelijk van alle klokken.
3. Hoeveel stroom kan de 74HC595 bestand zijn?
Het gegevensblad voor de 74HC595 stelt dat elke output minimaal 35 mA stroom kan leveren, omdat dit de maximaal toegestane uitgangsstroom is.Dit overschrijdt duidelijk de 25 mA die is toegestaan door µC.Een andere beperking is het totale aantal stroom dat wordt geleverd door de 74HC595 mag niet hoger zijn dan 70 mA.
4. Wat is het verschil tussen Max7219 en 74HC595?
De 74HC595 is een schuifregister, terwijl de MAX7219 een multiplex -display -stuurprogramma is.Ze doen dus niet hetzelfde.Als het gebruik van een multiplex -display, zou de max7219 (meer) eenvoudig te gebruiken zijn met picaxe, omdat de taak om het display te multiplexen wordt gedaan door de max7219 en niet door de picaxe, maar het is duurder.