Кінцевий посібник до 74HC595: Ефективний чіп регістра 8-бітного зсуву
2024-04-19 4043

Реєстр зсуву - це пристрій, який використовує послідовну логіку для зберігання та передачі двійкових даних.Це двонаправлена схема, яка переміщує кожен біт даних від входу на вихід на кожен тактовий імпульс.В даний час існує різноманітні моделі регістра зсуву, серед яких 74HC595 є таким реєстру вихідного зсуву послідовного паралелі.Його функція полягає у перетворенні серійних сигналів у паралельні сигнали, і зазвичай використовується в мікросхем водія для різних цифрових труб та точкових матричних екранів.Ця стаття введе свою конкретну інформацію з точки зору шпильок та додатків.

74HC595 -8-бітний серійний вхід, паралельний регістр зсуву виходу, а його паралельний вихід-це тридержавний вихід.На зростаючому краю SCK (послідовного годинника) вводиться послідовні дані до внутрішнього 8-бітного регістра зсуву через SDL (введення серійного даних) та виведення з терміналу Q7 '(найвищий біт серійного виходу даних).Паралельний вихід відбувається на зростаючому краю LCK (управління засувкою).На даний момент дані в 8-бітному реєстрі зсуву зафіксовані в 8-бітний паралельний вихідний регістр.Коли сигнал контрольного сигналу OE (Увімкнено) низький (Увімкнути стан), вихідне значення паралельного вихідного терміналу дорівнює значенням, що зберігається в паралельному вихідному регістрі.

- SN74HC595MPWREP

74HC595 має загалом 16 штифтів.Конкретна схема PIN та її функції такі.

Шпилька SER - це серійний вхід даних даних 74HC595.Дані можуть бути введені в біт мікросхем через цей PIN -код.Працюючи, спочатку вводимо серійні дані до цього PIN -коду, а потім переміщуємо вхідні дані в біт -регістр зсуву через біт через годинник, щоб досягти паралельної передачі даних.

PIN -код RCLK - це вхідна штифта регістра 74HC595.Коли всі вхідні дані переміщуються в регістр зсуву, ми регулюємо зміну рівня PIN -коду RCLK, щоб одночасно змістити дані в регістрі зсуву в регістр виводу.Функція цього PIN -коду полягає в контролі роботи даних даних.

Штифт SRCLK - це вхідний штифт годинника регістра Shift 74HC595.Під час операції зсуву ми зміщуємо вхідні дані в регістр зсуву, контролюючи зміну рівня штифта SRCLK.Функція цього штифта полягає в контролі годинника сигналу операції зсуву.

Штифт OE - це вхідна штифта, що вмикає вихід 74HC595.Контролюючи рівень цього PIN -коду, ми можемо включити або відключити вихідний штифт.Коли штифт OE високий, вихідний штифт відключений і вхідних даних не передається.Коли штифт OE низький, вихідний штифт передасть вхідні дані.

PIN -код DS - це двонаправлений вхідний штифт серійного введення даних 74HC595.На відміну від PIN -коду 1 (SER), PIN -код DS можна керувати зовнішньою схемою для впровадження двонаправленого зв’язку.Цей штифт перемикається між серійним режимом введення та паралельним вихідним режимом.

Штифт ST_CP-це вхідна штифта годинника для зберігання фліп-флопа на 74HC595.Коли змінюється тактовий сигнал Flip-Flop Shool Outplop, дані у вихідній пам'яті будуть зберігатися у вихідному штирі на основі поточного входу.Функція цього PIN -коду полягає в контролі роботи даних даних.

Штифт SH_CP - це вхідний штифт годинника регістра Shift 74HC595.Коли сигнал годинника зсуву змінюється, вхідні дані будуть зміщені в біт регістра зсуву за біт.Функція цього штифта полягає в контролі годинника сигналу операції зсуву.

Штифт Q7 ' - це 8 -й біт (найвищий біт) вихідний штифт 74HC595, який використовується для виведення даних 8 -го бітів у регістрі зсуву.Стан рівня цього PIN -коду визначається вхідними даними та даними в регістрі зсуву.

Шпильки Q0 до Q7 - це 8 вихідних штифтів 74HC595 (включаючи Q0 до Q7), які використовуються для виведення даних з найнижчого біт до найвищого біта в регістрі зсуву.Кожен PIN -код відповідає бітовому виведенню даних.Через ці шпильки дані в регістрі зсуву можуть бути виведені у зовнішню схему паралельно.

74HC595 часто використовується в наступних областях.

Паралельні вихідні характеристики 74HC595 змушують його одночасно керувати декількома реле, і кожне реле може керувати одним або декількома електричними пристроями.Тому завдяки раціональній конструкції та програмуванні ми можемо побудувати гнучку та потужну систему електричного управління.

Підключивши вихідні штифти мікроконтролера до серійних вхідних штифтів 74HC595, ми можемо реалізувати функцію розширення вихідного порту, забезпечуючи тим самим більш керовані вихідні штифти.Таким чином, ми можемо скористатися функцією паралельної виводу 74HC595 для розширення обмежених вихідних портів мікроконтролера до більшої кількості контрольних точок, реалізуючи точне управління декількома пристроями або компонентами.

У сценарії контролю РК -дисплея 74HC595 здатний використовувати свої серійні вхідні та паралельні вихідні характеристики для переміщення даних дисплея, що надсилаються з мікроконтролера в його внутрішні регістри по черзі.Згодом він виводить ці дані паралельно ланцюзі драйвера РК -дисплея через роботу засувки.Таким чином ми можемо динамічно оновити вміст на РК -дисплеї, будь то текст, зображення чи відео, плавно.

Коли ми поєднуємо алгоритм управління BEAT з регістром перемикання 74HC595, ми можемо спритно створити світлодіодний світловий ефект, який ідеально синхронізується з ритмом музики.Алгоритм управління BEAT, як ядро, відповідає за точне захоплення ритмічних змін музики та генерування відповідних контрольних сигналів.Ці сигнали - це не просто прості команди комутації, вони можуть містити частоту, яскравість та зміну кольору миготливих світлодіодів.74HC595 може зручно контролювати стан увімкнення/вимкнення декількох світлодіодів, використовуючи його серійний вхід та паралельні вихідні характеристики.

Рядок вибору сегмента кожного світлодіодного дисплея підключений до паралельного виходу 74HC595, так що кожен біт може відображатися незалежно (див. Малюнок нижче).У той же час, оскільки дисплей кожного біта контролюється незалежним паралельним вихідним портом 74HC595, його код вибору сегмента контролюється, тому відображені символи можуть бути різними.Однак для вимог N-BIT світлодіодного дисплея нам потрібні N 74HC595 мікросхеми та лінії N+3 вводу/виводу.Це займає більше ресурсів, а вартість відносно висока.Така конструкція, очевидно, не є корисною для багатоцифрових світлодіодних дисплеїв, оскільки він збільшує складність та вартість навантаження на систему.

У програмах з багатокутним світлодіодним дисплеєм, щоб спростити схему, зменшити витрати та зберегти системні ресурси, ми можемо паралельно підключити всі вибори коду сегмента N-Bit Segny та контролювати їх на 74HC595 (див. Малюнок нижче).Оскільки коди вибору сегмента всіх світлодіодів рівномірно керуються паралельним вихідним портом цього 74HC595, у будь-який час N-BIT світлодіоди відображатимуть однакові символи.Якщо ми хочемо, щоб кожен призвів до відображення різних символів, ми повинні використовувати метод сканування.Це означає, що в будь -який момент у нас є лише один із світлодіодів, що відображають символи.У певний момент паралельний вихідний порт 74HC595 виведе код вибору сегмента відповідного символу.У той же час, порт вводу/вибору Bite Control Port буде надсилати рівень строба на біт дисплея, щоб переконатися, що відповідний символ відображається правильно.Цей процес буде здійснений по черзі, так що кожен світлодіод відображає символ, який він повинен відображати за один раз.Варто зазначити, що оскільки 74HC595 має функцію засувки, і для вибору серійного коду сегмента введення, для фактичної роботи нам потрібно певну кількість часу, щоб формувати ефект візуальної стійкості.

Чіп 74HC595 є членом серії 74.Він має характеристики швидкої швидкості, низького споживання електроенергії та простої роботи.Його можна легко використовувати як інтерфейс мікроконтролера для керування світлодіодами.

Діодні дисплеї семи сегментів, які також відомі як світлодіодні дисплеї, широко використовуються в різних типах приладів завдяки їх низькій ціні, низькому споживанні електроенергії та надійній продуктивності.На поточному ринку існує багато видів спеціалізованих світлодіодних драйверів.Хоча більшість з них багаті функціями, їх ціни відповідно високі.Тому використання цих накопичувачів у недорогих та простих системах не тільки витрачає ресурси, але й збільшує вартість продукту.Використання 74HC595 для руху світлодіодів має багато переваг.По -перше, його швидкість руху швидка, а споживання електроенергії відносно низький.По -друге, 74HC595 може гнучко керувати різними чиселами світлодіодів, будь то загальний катодний світлодіодний дисплей або загальний анодний світлодіодний дисплей, він може легко впоратися з ним.Крім того, за допомогою управління програмним забезпеченням ми можемо легко відрегулювати яскравість світлодіода і навіть вимкнути дисплей при необхідності (дані все ще зберігаються), ще більше зменшуючи споживання електроенергії та прокидаючи дисплей у будь -який час, коли потрібно.Схема, розроблена за допомогою 74HC595, не тільки має просте програмне забезпечення та обладнання, низьке споживання електроенергії, сильні можливості водіння, але й займає менше ліній вводу/виводу.Тому він став недорогим та гнучким дизайнерським рішенням, особливо придатним для сценаріїв, які мають суворі вимоги щодо витрат та ресурсів.

Зображення нижче - це схема панелі дисплея, розроблена за допомогою інтерфейсу AT89C2051 та 74HC595.

P115, P116 та P117 порту P1 використовуються для управління світлодіодним дисплеєм.Вони підключені до штифтів SLCK, SCLK та SDA відповідно.Для відображення значення напруги використовуються три цифрові трубки.На платі ланцюга встановлено три цифрові трубки для відображення значення напруги.Серед них LED3 розташований зліва, а LED1 розташований в крайній правій частині.Під час надсилання даних ми спочатку надсилаємо код відображення LED3 і нарешті надсилаємо код відображення LED1.Яскравість світлодіода контролюється шляхом регулювання опору від PR1 до PR3.Ця конструкція не тільки забезпечує впорядкованість відображення даних, але й забезпечує гнучке регулювання яскравості.

Додавання буферів або драйверів до виходу 74HC595, таких як 74LS244 (однонаправлений) або 74LS245 (двонаправлені) та інші мікросхеми драйверів шини, може підвищити здатність до руху сигналу та покращити стабільність сигналу.

Будь ласка, переконайтеся, що напруга живлення 74HC595 знаходиться в межах зазначеного діапазону, і його потужність достатньо сильна, щоб задовольнити попиту на водіння необхідного навантаження.Якщо напруга живлення є недостатньою, це може спричинити падіння амплітуди вихідного сигналу, що, в свою чергу, впливає на його здатність до руху і, таким чином, не може ефективно сприяти навантаженню.

Якщо виходу 74HC595 недостатньо, щоб безпосередньо керувати потрібним навантаженням, ми можемо додати зовнішній ланцюг драйверів, наприклад, використання транзисторів, трубки поля (FETS) або спеціальні мікросхеми драйверів для посилення вихідного сигналу 74HC595.

У проводці друкованої плати ми повинні намагатися мінімізувати опір та індуктивність електропроводки для підвищення ефективності передачі сигналу.Крім того, уникайте генерування занадто великих перешкод та шуму на електропроводці, щоб не впливати на якість вихідного сигналу 74HC595.

Ми повинні вибрати відповідний опір навантаження відповідно до характеристик пристрою навантаження.Якщо опір навантаження занадто малий, це призведе до надмірного струму і може пошкодити мікросхему 74HC595.І навпаки, якщо резистор навантаження занадто великий, він може не мати в змозі отримати достатню амплітуду вихідного сигналу.

Якщо потрібно керувати більшою кількістю пристроїв, а вимоги до водіння цих пристроїв схожі, ми можемо розглянути паралельні виходи декількох 74HC595, щоб підвищити загальну здатність водіння.Однак, перш ніж паралельно, переконайтеся, що вимоги до водіння цих пристроїв сумісні, а загальний струм після паралельності не повинен перевищувати максимальну межу струму вихідного струму 74HC595, щоб не завдати пошкодження мікросхеми або впливати на рушійний ефект.

74HC595 - це реєстр змін, який працює на серіалі паралельно протоколу.Він отримує дані серійно з мікроконтролера, а потім надсилає ці дані через паралельні шпильки.

74HC595 - це високошвидкісний пристрій CMOS.Дані регістру з перемикання восьми бітів з серійного входу (DS) на кожному позитивному переході годинника регістра зсуву (SHCP).Якщо стверджувати, що низька функція скидання встановлює всі значення регістру зсуву до нуля і є незалежними від усіх годин.

Аркуш даних 74HC595 стверджує, що кожен вихід може доставити щонайменше 35 мА, оскільки це дозволений максимальний струм виходу.Це, очевидно, більше, ніж дозволені 25 мА µC.Є ще одна межа: 74HC595 не повинен забезпечувати більше 70 мА.

74HC595 - це регістр зсуву, а MAX7219 - це мультиплексований драйвер дисплея.Тому вони обидва не роблять одне і те ж.MAX7219 буде (набагато) простішим у використанні з Picaxe, якщо мультиплексування дисплеїв як завдання мультиплексування їх виконується за допомогою MAX7219, а не PICAXE, але це дорожче.