74HC595: Вичерпний посібник з високоефективності 8-бітних мікросхем зсуву реєстру
Регістри зсуву - це пристрої, які використовують послідовну логіку для зберігання та передачі бінарних даних.Вони є двонаправленими ланцюгами, які переміщують кожен біт даних від входу до виходу з кожним тактовим імпульсом.В даний час існують різні моделі регістрів зсуву, серед яких 74HC595 є таким реєстрацією вихідного зсуву серійного до паралельного.Його функція полягає у перетворенні серійних сигналів у паралельні сигнали, які зазвичай використовуються для рушійних мікросхем для різних цифрових труб та точкових матричних екранів.Ця стаття введе свою конкретну інформацію з аспектів конфігурації та застосування PIN.Каталог
1. Огляд 74HC595
2. Конфігурація PIN -коду та функції
3. Логічна схема 74HC595
4. Застосування 74HC595
5. Використання випадків 74HC595
6. Підвищення можливостей водіння 74HC595
1. Огляд 74HC595
74HC595-це 8-бітний регістр зсуву, який поєднує послідовний вхід з паралельним виходом, пропонуючи унікальні параметри виводу тридержавного.Цей складний компонент працює шляхом отримання послідовних даних через його серійний вхід даних (SDI) на зростаючому краю серійного годинника (SCK).Внутрішній 8-бітний регістр зсуву обробляє дані, послідовно виходить з терміналу Q7 '-найвища точка серійного виходу даних.
- Серійний годинник (SCK): спрацьовує на підйомному краю
- Серійні введення даних (SDI): отримує 8-бітні дані
- Q7 'Термінал: найвищий біт серійного виходу даних
- Перетворення на паралельний вихід розгортається на зростаючому краю контролю засувки (LCK).Саме в цей момент дані в 8-бітному регістрі зсуву заблоковані у 8-бітний паралельний вихідний регістр.Значення, що піддаються паралельними виходами, такі ж, як і ті, що зберігаються в них, залежно від вихідного сигналу (OE) низьким (увімкнено).
- Контроль засувки (LCK): Активовано на зростаючому краю
- Увімкнути вихід (OE): активовано, коли низький
Альтернативи та еквівалентні варіанти
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. Конфігурація PIN -коду та функції
74HC595 має 16 шпильок, макет яких доводить його універсальність:
- SER (PIN 1): шлюз для серійних даних, SER PIN, допомагає в бітовому передачі в мікросхему.Він ініціює передачу даних паралельно, по одному тактовому імпульсу одночасно.
- RCLK (PIN -код 2): Діючи як вхід годинника регістра, RCLK здійснює нагляд за переміщенням даних з реєстру перемикання до регістра виходу, забезпечуючи синхронізоване зберігання даних.
- SRCLK (PIN -код 3): Цей вхідний штифт вводу введення координує вхідного штифта координує операції з перегляду, керуючи темпом перетворення даних.
- OE (PIN 4): Увімкнення виходу введення вказує на передачу даних через вихідні штифти, перемикання між включеними та вимкненими станами через рівень напруги.
- DS (PIN -код 5): Введення серійних даних двонаправлених даних, DS забезпечує альтернативну точку введення даних, підвищення гнучкості зв'язку.
- ST_CP (PIN -код 6): Вхід Triggle Trigger Trigger Clock керує термінами зберігання даних у вихідних шпильках, що відображає зміни в сигналі Trigger Trigger Clock.
- SH_CP (PIN 7): Керує годинним входом реєстру зсуву, SH_CP має вирішальне значення для переміщення даних послідовно до реєстру зсуву.
- Q7 '(PIN 8) до Q0-Q7 (штифти 9-16): ці вихідні штифти представляють ядро паралельного поширення даних, що перегукується з даними реєстру зсуву від найнижчого до найвищого біт.
3. Логічна схема 74HC595
4. Застосування 74HC595
74HC595 переважає в декількох областях, демонструючи його пристосованість та ефективність:
Контроль реле: його паралельна вихідна функція дозволяє одночасно контролювати кілька реле, кожен з яких здатний маніпулювати одним або декількома електричними пристроями.Це дозволяє створити динамічні та надійні системи електричного управління.
Розширення цифрового виходу: підключивши вихідні штифти мікроконтролера до серійного введення 74HC595, вихідні порти можуть бути зручно розширені, тим самим розширюючи контроль над іншими пристроями.
Контроль дисплея: У сценаріях управління РК-дисплеєм 74HC595 плавно передає дані на екран, використовуючи його послідовну конверсію до паралелі, забезпечуючи безперебійні оновлення тексту, зображень чи відео.
Музичні ліхтарі: Інтеграція алгоритмів управління Beat з 74HC595 може створити світлодіодні ефекти, ідеально синхронізовані з музичним ритмом.Цей синтез фіксує суть музичних ударів, перетворюючи їх на захоплюючі світлодіодні дисплеї різних частот, яскравості та кольорів.
5. Використання випадків 74HC595
5.1 Проектування багатоцифрового світлодіодного дисплея за допомогою 74HC595
5.1.1 Статичний метод відображення
У царині статичних дисплеїв кожна лінія вибору сегмента світлодіодного сегмента хитромудро підключена до паралельних результатів 74HC595.Ця схема підключення дозволяє кожній цифрі відображатись незалежно, при цьому зміни символів безпосередньо керуються виходами окремих мікросхем 74HC595.
- Паралельні виходи: кожен 74HC595 керує цифрою.
- Зміни символів: дисплей може показувати різні символи.
- Незважаючи на те, що не інтенсивні ресурси, що вимагають N 74HC595 мікросхем та N+3 ліній вводу/виводу для N-значного світлодіодного дисплея, цей метод також підкреслює складність та наслідки витрат, пов'язані з багатозначними світлодіодними дисплеями.
5.1.2 Динамічний метод відображення
Для спрощення дизайну ланцюга, зменшення витрат та збереження системних ресурсів для багатоцифрових світлодіодних дисплеїв прийнято єдиний підхід.Тут коди сегментів усіх цифр паралельно та керуються одним чіпом 74HC595.
- Уніфікований контроль: один 74HC595 керує всіма цифровими сегментами.
- Метод сканування: символи відображаються послідовно на світлодіодах.
- Використовуючи технологію сканування, в будь -який момент відображається лише один світлодіодний символ, що їздить через кожну цифру, щоб представити передбачувані символи.Функція засувки 74HC595 виключає необхідність додаткових затримок, сприяючи наполегливості ефекту зору, не жертвуючи операційною швидкістю.
5.2 Дизайн схеми світлодіодного приводу за допомогою мікросхеми 74HC595
Чіп 74HC595 є членом серії 74, відомий своєю швидкою експлуатацією, низьким споживанням електроенергії та простотою використання.Він служить ефективним мостом між мікроконтролами та світлодіодними дисплеями, пропонуючи багато переваг.
5.2.1 Світлодіодні дисплеї
Світлодіодні дисплеї, особливо семисегментні світлодіодні дисплеї, віддають перевагу за їх економічну ефективність, низьке споживання електроенергії та надійність.Незважаючи на те, що багатодітні світлодіодні драйвери доступні, їхня більша вартість робить 74HC595 кращим вибором для бюджетних та спрощених систем.
Переваги використання 74HC595: Швидка швидкість, низьке споживання електроенергії, здатні сприяти різній кількості світлодіодів.
Гнучкість та ефективність потужності: 74HC595 дозволяє легко контролювати яскравість та енергозберігаючі операції, придатні як для загальних анодних, так і для загальних катодних дисплеїв.
Гнучкість та ефективність потужності: 74HC595 дозволяє легко контролювати яскравість та енергозберігаючі операції, придатні як для загальних анодних, так і для загальних катодних дисплеїв.
5.2.2 Дизайн з використанням 74HC595 CHIP
Ця установка проілюстрована за допомогою дизайну інтерфейсу з мікроконтролером AT89C2051 та 74HC595, демонструючи дисплей напруги, використовуючи три цифрові трубки, підкреслюючи важливість впорядкованої презентації даних та регульованої яскравості.
Контрольні шпильки (P115, P116, P117): Керуйте яскравістю та послідовністю світлодіодних дисплеїв.
6. Підвищення можливостей водіння 74HC595
Буфери або драйвери: Використання таких буферів, як 74LS244 (односпрямований) або 74LS245 (двонаправлений), може підвищити міцність та стабільність руху сигналу.
Відповідне джерело живлення: Забезпечення джерела живлення знаходиться в межах рекомендованого діапазону напруги та має достатню кількість живлення для задоволення вимог до навантаження, має вирішальне значення для оптимальних показників.
Зовнішні ланцюги приводу: Для навантажень, що перевищують спроможність прямого виходу 74HC595, зовнішні ланцюги приводу за допомогою транзисторів, FET або спеціальних мікросхем драйверів можуть посилити вихідний сигнал.
Міркування щодо макета PCB: мінімізація опору та індуктивності слідів PCB може підвищити ефективність передачі сигналу, уникаючи надмірного шуму та перешкод для підтримки якості сигналу.
Відповідні резистори навантаження: Вибір резисторів навантаження
Що стосується характеристик пристрою навантаження, може запобігти переповненим ситуаціям, які можуть пошкодити мікросхему 74HC595.
Паралельна конфігурація виходу: Для додатків, що вимагають великої кількості пристроїв з подібними вимогами до руху, паралельно виходи декількох мікросхем 74HC595 можуть підвищити загальну здатність водіння, за умови, що комбінований струм не перевищує максимальну межу виходу чіпа.
Часті запитання
1. Чи є мікроконтролер 74HC595?
74HC595 - це регістр зсуву, що працює на серіалі паралельно протоколу.Він отримує дані серійно з мікроконтролера, а потім надсилає ці дані через паралельні шпильки.
2. Яка функція 74HC595?
74HC595-це швидкісний пристрій CMOS.Восьмироздільний регістр зсуву приймає дані з серійного входу (DS) з кожним позитивним переходом годинника регістра зсуву (SHCP).Якщо встановлено на низьку, функція скидання встановлює всі значення регістру зсуву на нуль незалежно від усіх годин.
3. Скільки струму може протистояти 74HC595?
Темпіонат даних для 74HC595 стверджує, що кожен вихід може забезпечити щонайменше 35 мА струму, оскільки це максимально дозволений вихідний струм.Це явно перевищує 25 мА, дозволену µC.Ще одним обмеженням є загальна кількість струму, що надається 74HC595, не повинна перевищувати 70 мА.
4. Яка різниця між MAX7219 та 74HC595?
74HC595 - це регістр зсуву, тоді як MAX7219 - це мультиплексований драйвер дисплея.Таким чином, вони не роблять те саме.Якщо ви використовуєте мультиплексований дисплей, MAX7219 буде (дорожче) простим у використанні з Picaxe, оскільки завдання мультиплексування дисплея виконується MAX7219, а не PICAXE, але це дорожче.