74HC595: Panduan Komprehensif untuk Kecekapan Tinggi 8-Bit Shift Register Chips
Daftar peralihan adalah peranti yang menggunakan logik berurutan untuk menyimpan dan menghantar data binari.Mereka adalah litar dua arah yang memindahkan setiap bit data dari input ke output dengan setiap denyut jam.Pada masa ini, terdapat pelbagai model daftar peralihan, di antaranya 74HC595 adalah daftar peralihan output siri-ke-selari.Fungsinya adalah untuk menukar isyarat siri ke dalam isyarat selari, yang biasa digunakan dalam cip memandu untuk pelbagai tiub digital dan skrin matriks dot.Artikel ini akan memperkenalkan maklumat khususnya dari aspek konfigurasi dan aplikasi PIN.Katalog
1. Gambaran keseluruhan 74HC595
2. Konfigurasi dan fungsi PIN
3. Rajah logik 74HC595
4. Permohonan 74HC595
5. Gunakan kes 74HC595
6. Meningkatkan keupayaan memandu 74HC595
1. Gambaran keseluruhan 74HC595
74HC595 adalah daftar peralihan 8-bit yang menggabungkan input bersiri dengan output selari, menawarkan pilihan output tri-negeri yang unik.Komponen kompleks ini beroperasi dengan menerima data siri melalui input data siri (SDI) pada kelebihan yang semakin meningkat pada jam bersiri (SCK).Daftar peralihan 8-bit dalaman memproses data, secara berurutan mengeluarkan dari terminal Q7-titik tertinggi output data siri.
- Jam Serial (SCK): dicetuskan di tepi yang semakin meningkat
- Input Data Serial (SDI): Menerima data 8-bit
- Q7 'terminal: output data bersiri bit tertinggi
- Penukaran kepada output selari berlaku pada kelebihan kawalan selak (LCK).Pada masa ini data dalam daftar peralihan 8-bit dikunci ke dalam daftar output selari 8-bit.Nilai -nilai yang terdedah oleh output selari adalah sama seperti yang disimpan di dalamnya, bergantung kepada isyarat output (OE) yang rendah (didayakan).
- Kawalan Latch (LCK): Diaktifkan di tepi yang semakin meningkat
- Output Enable (OE): Diaktifkan Apabila Rendah
Alternatif dan pilihan yang setara
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. Konfigurasi dan fungsi PIN
74HC595 mempunyai 16 pin, yang susun aturnya membuktikan kepelbagaiannya:
- SER (PIN 1): Gateway untuk data bersiri, Ser Pin, membantu dalam penghantaran bit-by-bit ke dalam cip.Ia memulakan pemindahan data secara selari, satu nadi jam pada satu masa.
- RCLK (PIN 2): Bertindak sebagai input jam daftar, RCLK mengawasi pergerakan data dari daftar peralihan ke daftar output, memastikan penyimpanan data yang disegerakkan.
- SRCLK (PIN 3): Peralihan ini Daftar Jam Input PIN koordinat operasi peralihan, menguruskan kadar penukaran data.
- OE (PIN 4): Output membolehkan input menunjukkan pemindahan data melalui pin output, beralih antara keadaan yang diaktifkan dan dilumpuhkan melalui tahap voltannya.
- DS (PIN 5): Input data siri bidirectional, DS menyediakan titik kemasukan data alternatif, meningkatkan fleksibiliti komunikasi.
- ST_CP (PIN 6): Input Jam Pencetus Output Mengawal masa penyimpanan data dalam pin output, mencerminkan perubahan dalam isyarat jam pencetus kedai.
- Sh_cp (pin 7): Mengawal input jam daftar shift, sh_cp adalah penting untuk memindahkan data dalam urutan ke daftar shift.
- Q7 '(PIN 8) hingga Q0-Q7 (pin 9-16): Pin output ini mewakili teras penyebaran data selari, mengulangi data daftar peralihan dari yang paling rendah ke bit tertinggi.
3. Rajah logik 74HC595
4. Permohonan 74HC595
74HC595 cemerlang dalam pelbagai bidang, mempamerkan kebolehsuaian dan kecekapannya:
Kawalan Relay: Fungsi output selari membolehkan kawalan serentak geganti berganda, masing -masing mampu memanipulasi satu atau lebih peranti elektrik.Ini membolehkan penciptaan sistem kawalan elektrik yang dinamik dan mantap.
Pengembangan Output Digital: Dengan menyambungkan pin output mikrokontroler ke input siri 74HC595, port output boleh diperluas dengan mudah, dengan itu memanjangkan kawalan ke atas peranti lain.
Kawalan Paparan: Dalam senario kawalan LCD, pemindahan data 74HC595 dengan lancar memaparkan data ke skrin menggunakan penukaran bersiri-ke-selari, memastikan kemas kini teks, imej, atau video yang lancar.
Lampu Pukul Muzik: Mengintegrasikan algoritma kawalan mengalahkan dengan 74HC595 boleh membuat kesan LED dengan sempurna disegerakkan dengan irama muzik.Fusion ini menangkap intipati muzik, mengubahnya menjadi memaparkan LED yang menawan pelbagai frekuensi, kecerahan, dan warna.
5. Gunakan kes 74HC595
5.1 Merancang paparan LED berbilang digit menggunakan 74HC595
5.1.1 Kaedah paparan statik
Dalam bidang paparan statik, setiap baris pemilihan segmen LED disambungkan ke output selari 74HC595.Skim sambungan ini membolehkan setiap digit dipaparkan secara bebas, dengan perubahan watak yang diuruskan secara langsung oleh output cip individu 74HC595.
- Output selari: Setiap 74HC595 mengawal digit.
- Perubahan Karakter: Paparan boleh menunjukkan aksara yang berbeza.
- Walaupun sumber yang berintensifkan, yang memerlukan cip N 74HC595 dan N+3 I/O untuk paparan LED N-digit, kaedah ini juga menyoroti kerumitan dan implikasi kos yang berkaitan dengan paparan LED berbilang digit.
5.1.2 Kaedah paparan dinamik
Untuk memudahkan reka bentuk litar, mengurangkan kos, dan menjimatkan sumber sistem untuk paparan LED berbilang digit, pendekatan bersatu diterima pakai.Di sini, kod segmen semua digit adalah paralel dan diuruskan oleh cip 74HC595 tunggal.
- Kawalan Bersepadu: Satu 74HC595 mengawal semua segmen digit.
- Kaedah Pengimbasan: Watak dipaparkan secara berurutan pada LED.
- Menggunakan teknologi pengimbasan, hanya satu watak LED dipaparkan pada bila -bila masa, berbasikal melalui setiap digit untuk membentangkan aksara yang dimaksudkan.Fungsi selak 74HC595 menghapuskan keperluan untuk kelewatan tambahan, memudahkan kegigihan kesan penglihatan tanpa mengorbankan kelajuan operasi.
5.2 Reka bentuk litar pemacu LED menggunakan cip 74HC595
Cip 74HC595 adalah ahli siri 74, yang terkenal dengan operasi cepat, penggunaan kuasa yang rendah, dan kemudahan penggunaan.Ia berfungsi sebagai jambatan yang berkesan antara mikrokontroler dan paparan LED, yang menawarkan banyak kelebihan.
5.2.1 Memaparkan LED
Memaparkan LED, terutamanya paparan LED tujuh segmen, disukai untuk keberkesanan kos mereka, penggunaan kuasa yang rendah, dan kebolehpercayaan.Walaupun pemandu LED yang kaya dengan ciri yang tersedia, kos yang lebih tinggi menjadikan 74HC595 pilihan pilihan untuk sistem yang sedar dan mudah.
Kelebihan menggunakan 74HC595: kelajuan cepat, penggunaan kuasa rendah, mampu memandu bilangan LED yang berlainan.
Fleksibiliti dan kecekapan kuasa: 74HC595 membolehkan kawalan kecerahan mudah dan operasi penjimatan tenaga, sesuai untuk kedua-dua anod biasa dan paparan katod biasa.
Fleksibiliti dan kecekapan kuasa: 74HC595 membolehkan kawalan kecerahan mudah dan operasi penjimatan tenaga, sesuai untuk kedua-dua anod biasa dan paparan katod biasa.
5.2.2 Reka bentuk menggunakan 74HC595 CHip
Persediaan ini digambarkan melalui reka bentuk antara muka dengan mikrokontroler AT89C2051 dan 74HC595, mempamerkan paparan voltan menggunakan tiga tiub digital, menekankan pentingnya persembahan data teratur dan kecerahan laras.
Kawalan pin (p115, p116, p117): Menguruskan kecerahan dan urutan paparan LED.
6. Meningkatkan keupayaan memandu 74HC595
Buffer atau pemacu: Menggunakan buffer seperti 74LS244 (unidirectional) atau 74LS245 (bidirectional) dapat meningkatkan kekuatan memandu dan kestabilan.
Bekalan kuasa yang sesuai: Memastikan bekalan kuasa berada dalam julat voltan yang disyorkan dan mempunyai kuasa yang mencukupi untuk memenuhi keperluan beban adalah penting untuk prestasi optimum.
Litar pemacu luaran: Untuk beban melebihi keupayaan output langsung 74HC595, litar pemacu luaran menggunakan transistor, FET, atau cip pemandu yang berdedikasi dapat menguatkan isyarat output.
Pertimbangan susun atur PCB: Meminimumkan rintangan dan induktansi dalam jejak PCB dapat meningkatkan kecekapan penghantaran isyarat sambil mengelakkan bunyi dan gangguan yang berlebihan untuk mengekalkan kualiti isyarat.
Resistor Beban yang Sesuai: Memilih Resistor Beban Berdasarkan
Mengenai ciri -ciri peranti beban boleh menghalang situasi overcurrent yang boleh merosakkan cip 74HC595.
Konfigurasi Output Selari: Untuk aplikasi yang memerlukan sejumlah besar peranti dengan keperluan memandu yang sama, selari output pelbagai cip 74HC595 dapat meningkatkan keupayaan memandu secara keseluruhan, dengan syarat arus gabungan tidak melebihi had output maksimum cip.
Soalan yang sering ditanya
1. Adakah 74HC595 mikrokontroler?
74HC595 adalah daftar shift yang beroperasi pada siri dalam protokol selari.Ia menerima data secara serentak dari mikrokontroler dan kemudian menghantar data tersebut melalui pin selari.
2. Apakah fungsi 74HC595?
74HC595 adalah peranti CMOS berkelajuan tinggi.Daftar shift lapan-bit menerima data dari input bersiri (DS) dengan setiap peralihan positif jam daftar shift (SHCP).Apabila ditetapkan ke rendah, fungsi semula menetapkan semua nilai daftar peralihan kepada sifar secara bebas dari semua jam.
3. Berapa banyak arus boleh bertahan 74HC595?
Lembaran data untuk 74HC595 menyatakan bahawa setiap output dapat memberikan sekurang -kurangnya 35mA arus, kerana ini adalah arus output maksimum yang dibenarkan.Ini jelas melebihi 25mA yang dibenarkan oleh μC.Batasan lain ialah jumlah semasa yang disediakan oleh 74HC595 tidak boleh melebihi 70mA.
4. Apakah perbezaan antara MAX7219 dan 74HC595?
74HC595 adalah daftar peralihan, manakala MAX7219 adalah pemacu paparan multiplexed.Oleh itu, mereka tidak melakukan perkara yang sama.Jika menggunakan paparan multiplexed, Max7219 akan (lebih) mudah digunakan dengan Picaxe, kerana tugas multiplexing paparan dilakukan oleh Max7219 dan bukan Picaxe, tetapi ia lebih mahal.