74HC595: En omfattande guide till högeffektiv 8-bitars skiftregisterchips
Skiftregister är enheter som använder sekventiell logik för att lagra och överföra binära data.De är dubbelriktade kretsar som flyttar varje bit data från ingång till utgång med varje klockpuls.För närvarande finns det olika modeller av skiftregister, bland vilka 74HC595 är ett sådant serie-till-parallellt utgångsskiftregister.Dess funktion är att konvertera seriella signaler till parallella signaler, vanligtvis används för att driva chips för olika digitala rör och prickmatrisskärmar.Den här artikeln kommer att introducera sin specifika information från aspekterna av PIN -konfiguration och applikation.Katalog
1. Översikt över 74HC595
2. PIN -konfiguration och funktioner
3. Logikdiagram av 74HC595
4. Tillämpningar av 74HC595
5. Använd fall av 74HC595
6. Förbättra körförmågan för 74HC595
1. Översikt över 74HC595
74HC595 är ett 8-bitars skiftregister som kombinerar serieinmatning med parallell utgång och erbjuder unika Tri-State-utgångsalternativ.Denna komplexa komponent fungerar genom att ta emot seriedata genom sin Serial Data Input (SDI) på den stigande kanten av serieklockan (SCK).Det interna 8-bitars skiftregistret bearbetar data och följer i följd från Q7 'terminal-den högsta punkten för seriell datautgång.
- Serial Clock (SCK): utlöses på den stigande kanten
- Serial Data Input (SDI): tar emot 8-bitarsdata
- Q7 'Terminal: Högsta bit seriell datautgång
- Omvandlingen till parallell utgång utvecklas på den stigande kanten på spärrkontrollen (LCK).Det är just nu som uppgifterna i 8-bitars skiftregistret är inlåsta i 8-bitars parallella utgångsregister.Värdena som exponeras av de parallella utgångarna är desamma som de som lagras i dem, beroende på utgångsaktiveringssignalen (OE) är låg (aktiverad).
- Latch Control (LCK): aktiverad på den stigande kanten
- Utgång aktivera (OE): aktiverad när låg
Alternativ och motsvarande alternativ
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. PIN -konfiguration och funktioner
74HC595 har 16 stift, vars layout bevisar sin mångsidighet:
- Ser (stift 1): Porten för seriedata, SER PIN, hjälper till att få bit-för-bit-överföring till chipet.Den initierar dataöverföring parallellt, en klockpuls åt gången.
- RCLK (stift 2): Agerar som registerklockingången, RCLK övervakar rörelsen av data från skiftregistret till utgångsregistret, vilket säkerställer synkroniserad datalagring.
- SRCLK (stift 3): Denna skiftregisterklockinmatningsstift koordinerar skiftoperationer och hanterar takten för datakonvertering.
- OE (stift 4): Utgången Aktivera ingång indikerar dataöverföring genom utgångsstift, växling mellan aktiverade och funktionshindrade tillstånd via dess spänningsnivå.
- DS (stift 5): En dubbelriktad seriell datainmatning, DS tillhandahåller en alternativ datainmatningspunkt, vilket förbättrar kommunikationsflexibiliteten.
- ST_CP (stift 6): Utgångsbutikutlösarklockan ingång styr tidpunkten för datalagring i utgångsstift, vilket återspeglar förändringar i butiksutlösarens klocksignal.
- SH_CP (PIN 7): Kontrollerar klockingången för skiftregistret, SH_CP är avgörande för att migrera data i sekvens till skiftregistret.
- Q7 '(stift 8) till Q0-Q7 (stift 9-16): Dessa utgångsstift representerar kärnan i parallell datautbredning, vilket ekar data från skiftregistret från det lägsta till den högsta biten.
3. Logikdiagram av 74HC595
4. Tillämpningar av 74HC595
74HC595 utmärker sig i flera områden och visar upp dess anpassningsförmåga och effektivitet:
RELAY CONTROL: Dess parallella utgångsfunktionalitet möjliggör samtidig kontroll av flera reläer, var och en som kan manipulera en eller flera elektriska enheter.Detta möjliggör skapandet av dynamiska och robusta elektriska styrsystem.
Digital utgångsutvidgning: Genom att ansluta en mikrokontrollers utgångsstift till 74HC595: s serieinmatning kan utgångsportar utökas bekvämt och därigenom utvidga kontrollen över andra enheter.
Display Control: I LCD-kontrollscenarier överför 74HC595 smidigt visningsdata till skärmen med sin seriella till parallella konvertering, vilket säkerställer sömlösa uppdateringar av text, bilder eller video.
Music Beat Lights: Integrering av beat -kontrollalgoritmer med 74HC595 kan skapa LED -effekter perfekt synkroniserade med musikrytmen.Denna fusion fångar essensen av musikslag och förvandlar dem till fängslande LED -skärmar av olika frekvenser, ljusstyrka och färger.
5. Använd fall av 74HC595
5.1 Designa en multisiffrig LED-display med 74HC595
5.1.1 Statisk displaymetod
På området för statiska skärmar är varje LED -segmentvalslinje intrikat ansluten till de parallella utgångarna från 74HC595.Detta anslutningsschema gör det möjligt för varje siffra att visa oberoende, med teckenförändringar som direkt hanteras av utgångarna från individuella 74HC595 -chips.
- Parallella utgångar: Varje 74HC595 styr en siffra.
- Karaktärändringar: Displayen kan visa olika tecken.
- Även om resurskrävande, som kräver N 74HC595-chips och N+3 I/O-linjer för en N-siffrig LED-display, belyser denna metod också komplexiteten och kostnadskonsekvenserna associerade med flera siffriga LED-skärmar.
5.1.2 Dynamisk visningsmetod
För att förenkla kretsdesignen, minska kostnaderna och spara systemresurser för flera siffriga LED-skärmar antas en enhetlig strategi.Här är segmentkoderna för alla siffror parallelly och hanteras av ett enda 74HC595 -chip.
- Unified Control: En enda 74HC595 styr alla siffror.
- Skanningsmetod: tecken visas i följd på lysdioder.
- Med hjälp av skanningsteknik visas endast ett LED -tecken vid varje givet ögonblick och cyklar genom varje siffra för att presentera de avsedda karaktärerna.Spärrfunktionen för 74HC595 eliminerar behovet av ytterligare förseningar, vilket underlättar en uthållighet av syneffekten utan att offra operativ hastighet.
5.2 LED -drivkretsdesign med 74HC595 -chipet
74HC595 -chipet är medlem i 74 -serien, känd för sin snabba drift, låg effektförbrukning och användarvänlighet.Det fungerar som en effektiv bro mellan mikrokontroller och LED -skärmar, vilket erbjuder många fördelar.
5.2.1 LED -skärmar
LED-skärmar, särskilt LED-skärmar med sju segment, gynnas för deras kostnadseffektivitet, låg effektförbrukning och tillförlitlighet.Medan funktionsrika dedikerade LED-drivrutiner finns tillgängliga, gör deras högre kostnad 74HC595 till ett föredraget val för budgetmedvetna och förenklade system.
Fördelar med att använda 74HC595: Snabbhastighet, låg effektförbrukning, som kan köra olika antal lysdioder.
Flexibilitet och effekteffektivitet: 74HC595 möjliggör en enkel ljusstyrka och energibesparande operationer, lämpliga för både vanliga anod- och vanliga katodskärmar.
Flexibilitet och effekteffektivitet: 74HC595 möjliggör en enkel ljusstyrka och energibesparande operationer, lämpliga för både vanliga anod- och vanliga katodskärmar.
5.2.2 Design med 74HC595 CHpruta
Denna installation illustreras genom en gränssnittsdesign med AT89C2051 -mikrokontrollern och 74HC595, som visar en spänningsskärm med hjälp av tre digitala rör, och betonar vikten av ordnad datapresentation och justerbar ljusstyrka.
Kontrollstift (p115, p116, p117): Hantera ljusstyrkan och sekvensen för LED -skärmar.
6. Förbättra körförmågan för 74HC595
Buffertar eller drivrutiner: Att använda buffertar som 74LS244 (enkelriktad) eller 74LS245 (dubbelriktad) kan förbättra signalens körstyrka och stabilitet.
Lämplig strömförsörjning: Att säkerställa att strömförsörjningen ligger inom det rekommenderade spänningsområdet och har tillräcklig kraft för att uppfylla lastkraven är avgörande för optimal prestanda.
Externa drivkretsar: För belastningar som överskrider den direkta utgångsförmågan för 74HC595, kan externa drivkretsar med transistorer, FET: er eller dedikerade driverchips förstärka utsignalen.
PCB -layoutöverväganden: Minimera motstånd och induktans i PCB -spår kan förbättra signalöverföringseffektiviteten samtidigt som man undviker överdrivet brus och störningar för att upprätthålla signalkvaliteten.
Lämpliga belastningsmotstånd: Att välja lastmotstånd baserade
På egenskaperna hos lastanordningen kan förhindra överströmssituationer som kan skada 74HC595 -chipet.
Parallell utgångskonfiguration: För applikationer som kräver ett stort antal enheter med liknande körkrav kan parallellt med utgångarna från flera 74HC595 -chips förbättra den totala körförmågan, förutsatt att den kombinerade strömmen inte överskrider chipets maximala utgångsgräns.
Vanliga frågor
1. Är 74HC595 en mikrokontroller?
74HC595 är ett skiftregister som arbetar på en serie i parallellt ut protokoll.Den tar emot data seriellt från en mikrokontroller och skickar sedan dessa data genom parallella stift.
2. Vad är funktionen för 74HC595?
74HC595 är en höghastighets CMOS-enhet.Det åtta-bitars skiftregistret accepterar data från serieinmatningen (DS) med varje positiv övergång av Shift Register Clock (SHCP).När den är inställd på låg, ställer in återställningsfunktionen alla skiftregistervärden till noll oberoende av alla klockor.
3. Hur mycket ström kan 74HC595 tistland?
Databladet för 74HC595 säger att varje utgång kan tillhandahålla minst 35 mA ström, eftersom detta är den maximala tillåtna utgångsströmmen.Detta överskrider tydligt 25MA tillåtet av µC.En annan begränsning är den totala mängden ström som tillhandahålls av 74HC595 bör inte överstiga 70 mA.
4. Vad är skillnaden mellan MAX7219 och 74HC595?
74HC595 är ett skiftregister, medan MAX7219 är en multiplexerad displaydrivrutin.Således gör de inte samma sak.Om du använder en multiplexerad display skulle MAX7219 vara (mer) lätt att använda med PICAXE, eftersom uppgiften att multiplexera skärmen görs av MAX7219 och inte Picaxe, men det är dyrare.