Panduan Ultimate ke 74HC595: Cip Daftar Shift 8-Bit yang cekap
2024-04-19 4049

Daftar peralihan adalah peranti yang menggunakan logik berurutan untuk menyimpan dan memindahkan data binari.Ia adalah litar dua arah yang menggerakkan setiap bit data dari input ke output pada setiap denyut jam.Pada masa ini terdapat pelbagai model Daftar Shift, di antaranya 74HC595 adalah daftar peralihan output siri selari.Fungsinya adalah untuk menukar isyarat siri ke dalam isyarat selari, dan biasanya digunakan dalam cip pemandu untuk pelbagai tiub digital dan skrin matriks dot.Artikel ini akan memperkenalkan maklumat khusus dari segi pin dan aplikasi.

74HC595 adalah input bersiri 8-bit, daftar peralihan output selari, dan output selari adalah output tiga negeri.Pada kelebihan SCK (jam bersiri), data bersiri adalah input ke daftar peralihan 8-bit dalaman melalui SDL (input data bersiri) dan output dari terminal data siri siri Q7 '(output data siri bit tertinggi).Output selari berlaku pada kelebihan LCK (kawalan selak).Pada masa ini, data dalam daftar peralihan 8-bit dilekatkan ke dalam daftar output selari 8-bit.Apabila isyarat kawalan OE (output Enable) adalah rendah (membolehkan keadaan), nilai output terminal output selari adalah sama dengan nilai yang disimpan dalam daftar output selari.

- SN74HC595MPWREP

74HC595 mempunyai 16 pin.Rajah pin tertentu dan fungsinya adalah seperti berikut.

Pin SER adalah pin input data bersiri 74HC595.Data boleh dimasukkan ke dalam bit cip dengan sedikit melalui pin ini.Apabila bekerja, kami mula memasukkan data siri ke pin ini, dan kemudian mengalihkan data input ke dalam shift register bit melalui pin jam untuk mencapai penghantaran data selari.

Pin RCLK adalah pin input jam daftar 74HC595.Apabila semua data input dipindahkan ke daftar peralihan, kami menyesuaikan perubahan tahap pin RCLK untuk mengalihkan data dalam daftar peralihan ke dalam daftar output pada masa yang sama.Fungsi pin ini adalah untuk mengawal operasi penyimpanan data.

Pin SRCLK adalah pin input jam shift daftar 74HC595.Semasa operasi peralihan, kami mengalihkan data input ke dalam daftar peralihan dengan mengawal perubahan tahap pin SRCLK.Fungsi pin ini adalah untuk mengawal isyarat jam operasi peralihan.

Pin OE adalah output membolehkan pin input 74HC595.Dengan mengawal tahap pin ini, kita dapat mengaktifkan atau melumpuhkan pin output.Apabila pin OE tinggi, pin output dilumpuhkan dan tiada data input diluluskan.Apabila pin OE rendah, pin output akan lulus data input.

Pin DS adalah pin input data siri dua arah dari 74HC595.Tidak seperti PIN 1 (SER), pin DS boleh dikawal oleh litar luaran untuk melaksanakan komunikasi dua arah.PIN ini beralih antara mod input bersiri dan mod output selari.

Pin ST_CP adalah pin input jam flip-flop output dari 74HC595.Apabila output kedai flip-flop store berubah, data dalam memori output akan disimpan dalam pin output berdasarkan input semasa.Fungsi pin ini adalah untuk mengawal operasi penyimpanan data.

Pin sh_cp ialah pin input jam shift daftar 74HC595.Apabila isyarat jam daftar shift berubah, data input akan dialihkan ke dalam shift register bit bit.Fungsi pin ini adalah untuk mengawal isyarat jam operasi peralihan.

PIN Q7 adalah pin output bit ke -8 (bit tertinggi) 74HC595, yang digunakan untuk mengeluarkan data bit ke -8 dalam daftar shift.Keadaan tahap pin ini ditentukan oleh data input dan data dalam daftar peralihan.

Pin Q0 hingga Q7 adalah 8 pin output 74HC595 (termasuk Q0 hingga Q7), yang digunakan untuk mengeluarkan data dari bit terendah hingga bit tertinggi dalam daftar shift.Setiap pin sepadan dengan sedikit output data.Melalui pin ini, data dalam daftar peralihan boleh dikeluarkan ke litar luaran selari.

74HC595 sering digunakan di kawasan berikut.

Ciri -ciri output selari 74HC595 menjadikannya dapat memacu pelbagai geganti pada masa yang sama, dan setiap relay dapat mengawal satu atau lebih peranti elektrik.Oleh itu, melalui reka bentuk dan pengaturcaraan litar rasional, kita boleh membina sistem kawalan elektrik yang fleksibel dan berkuasa.

Dengan menyambungkan pin output mikrokontroler ke pin input bersiri 74HC595, kami dapat merealisasikan fungsi pengembangan port output, dengan itu menyediakan lebih banyak pin output yang dapat dikawal.Dengan cara ini, kita boleh mengambil kesempatan daripada ciri output selari 74HC595 untuk memperluaskan port output terhad mikrokontroler ke titik kawalan yang lebih tinggi, menyedari kawalan yang tepat bagi pelbagai peranti atau komponen.

Dalam senario mengawal paparan LCD, 74HC595 dapat menggunakan ciri -ciri input siri dan output selari untuk memindahkan data paparan yang dihantar dari mikrokontroler ke dalam daftar dalamannya satu demi satu.Seterusnya, ia mengeluarkan data ini selari dengan litar pemandu LCD melalui operasi selak.Dengan cara ini, kita boleh mengemas kini kandungan secara dinamik pada paparan LCD, sama ada teks, imej atau video, dengan cara yang lancar.

Apabila kita menggabungkan algoritma kawalan Beat dengan daftar peralihan 74HC595, kita boleh dengan bijak membuat kesan cahaya LED yang sempurna disegerakkan dengan pukulan muzik.Algoritma Kawalan Beat, sebagai teras, bertanggungjawab untuk menangkap perubahan berirama muzik dengan tepat dan menghasilkan isyarat kawalan yang sepadan.Isyarat ini bukan sekadar perintah menukar mudah, mereka boleh mengandungi kekerapan, kecerahan, dan perubahan warna LED berkelip.74HC595 boleh mengawal keadaan ON/OFF pelbagai LED dengan menggunakan input siri dan ciri -ciri output selari.

Barisan pemilihan segmen bagi setiap paparan LED disambungkan ke output selari 74HC595, supaya setiap bit dapat dipaparkan secara bebas (lihat angka di bawah).Pada masa yang sama, kerana paparan setiap bit dikawal oleh port output selari 74HC595 bebas, kod pemilihan segmennya dikawal, jadi aksara yang dipaparkan boleh berbeza.Walau bagaimanapun, untuk keperluan paparan LED N-bit, kami memerlukan cip N 74HC595 dan garisan N+3 I/O.Ini mengambil lebih banyak sumber dan kosnya agak tinggi.Reka bentuk sedemikian jelas tidak bermanfaat untuk memaparkan LED berbilang digit kerana ia meningkatkan kerumitan dan beban kos sistem.

Dalam aplikasi paparan LED berbilang bit, untuk memudahkan litar, mengurangkan kos dan menjimatkan sumber sistem, kita boleh menyambungkan semua pilihan kod segmen N-bit selari dan mengawalnya dengan 74HC595 (rujuk angka di bawah).Oleh kerana kod pemilihan segmen semua LED dikawal secara seragam oleh port output selari 74HC595 ini, pada bila-bila masa, LED N-bit akan memaparkan aksara yang sama.Jika kita mahu setiap yang membawa kepada memaparkan aksara yang berbeza, kita harus menggunakan kaedah pengimbasan.Ini bermakna bahawa pada bila -bila masa, kita hanya mempunyai salah satu daripada LED yang memaparkan aksara.Pada masa tertentu, port output selari 74HC595 akan mengeluarkan kod pemilihan segmen watak yang sepadan.Pada masa yang sama, port Kawalan Pemilihan Bit I/O akan menghantar tahap strob ke bit paparan untuk memastikan watak yang sepadan dipaparkan dengan betul.Proses ini akan dijalankan pada gilirannya, supaya setiap LED memaparkan watak yang harus dipaparkan pada satu masa.Perlu diingat bahawa sejak 74HC595 mempunyai fungsi selak dan memerlukan masa tertentu untuk memilih kod segmen input bersiri, dalam operasi sebenar, kita tidak memerlukan kelewatan tambahan untuk membentuk kesan ketekunan visual.

Cip 74HC595 adalah ahli siri 74.Ia mempunyai ciri -ciri kelajuan cepat, penggunaan kuasa rendah, dan operasi mudah.Ia boleh digunakan dengan mudah sebagai antara muka mikrokontroler untuk memacu LED.

Memaparkan diod pemancar cahaya tujuh segmen, yang juga dikenali sebagai paparan LED, telah digunakan secara meluas dalam pelbagai jenis instrumentasi kerana harga yang rendah, penggunaan kuasa yang rendah dan prestasi yang boleh dipercayai.Terdapat banyak jenis pemandu LED khusus di pasaran semasa.Walaupun kebanyakan mereka kaya dengan fungsi, harga mereka sama tinggi.Oleh itu, dengan menggunakan pemacu ini dalam sistem kos rendah dan mudah bukan sahaja membuang sumber tetapi juga meningkatkan kos produk.Menggunakan 74HC595 untuk memacu LED mempunyai banyak kelebihan.Pertama, kelajuan memandu adalah cepat dan penggunaan kuasa agak rendah.Kedua, 74HC595 boleh secara fleksibel memacu bilangan LED yang berlainan, sama ada paparan LED katod biasa atau paparan LED anod biasa, ia boleh mengendalikannya dengan mudah.Di samping itu, melalui kawalan perisian, kami dapat dengan mudah menyesuaikan kecerahan LED dan bahkan mematikan paparan apabila perlu (data masih dikekalkan), mengurangkan penggunaan kuasa selanjutnya, dan bangun paparan pada bila -bila masa apabila diperlukan.Litar yang direka menggunakan 74HC595 bukan sahaja mempunyai perisian mudah dan reka bentuk perkakasan, penggunaan kuasa yang rendah, keupayaan memandu yang kuat, tetapi juga menduduki garis I/O yang kurang.Oleh itu, ia telah menjadi penyelesaian reka bentuk yang murah dan fleksibel, terutamanya sesuai untuk senario yang mempunyai keperluan yang ketat terhadap kos dan sumber.

Gambar di bawah adalah litar panel paparan yang direka menggunakan antara muka AT89C2051 dan 74HC595.

P115, P116, dan P117 port P1 digunakan untuk mengawal paparan LED.Mereka disambungkan ke pin SLCK, SCLK dan SDA masing -masing.Tiga tiub digital digunakan untuk memaparkan nilai voltan.Tiga tiub digital dipasang di papan litar untuk memaparkan nilai voltan.Antaranya, LED3 terletak di sebelah kiri, dan LED1 terletak di sebelah kanan.Apabila menghantar data, kami mula -mula menghantar kod paparan LED3, dan akhirnya menghantar kod paparan LED1.Kecerahan LED dikawal dengan menyesuaikan rintangan dari PR1 hingga PR3.Reka bentuk ini bukan sahaja memastikan keteraturan paparan data, tetapi juga membolehkan pelarasan kecerahan yang fleksibel.

Menambah buffer atau pemandu ke output 74HC595, seperti 74LS244 (unidirectional) atau 74LS245 (bidirectional) dan cip pemandu bas lain, dapat meningkatkan keupayaan memandu isyarat dan meningkatkan kestabilan isyarat.

Sila pastikan voltan bekalan kuasa 74HC595 berada dalam julat yang ditentukan dan kuasanya cukup kuat untuk memenuhi permintaan memandu beban yang diperlukan.Sekiranya voltan bekalan kuasa tidak mencukupi, ia boleh menyebabkan amplitud isyarat output jatuh, yang seterusnya mempengaruhi keupayaan memandu dan dengan itu tidak dapat memacu beban dengan berkesan.

Jika output 74HC595 tidak mencukupi untuk terus memacu beban yang dikehendaki, kita boleh menambah litar pemacu luaran, seperti penggunaan transistor, tiub kesan medan (FETs) atau cip pemacu khas untuk menguatkan isyarat output 74HC595.

Dalam pendawaian PCB, kita harus cuba meminimumkan rintangan dan induktansi pendawaian untuk meningkatkan kecekapan penghantaran isyarat.Di samping itu, sila elakkan daripada menghasilkan terlalu banyak gangguan dan bunyi pada pendawaian supaya tidak menjejaskan kualiti isyarat output 74HC595.

Kita harus memilih rintangan beban yang sesuai mengikut ciri -ciri peranti beban.Jika rintangan beban terlalu kecil, ia akan membawa kepada arus yang berlebihan dan boleh merosakkan cip 74HC595.Sebaliknya, jika perintang beban terlalu besar, ia mungkin tidak dapat memperoleh amplitud isyarat output yang mencukupi.

Sekiranya lebih banyak peranti perlu didorong, dan keperluan memandu peranti ini adalah serupa, kita boleh mempertimbangkan paralel output pelbagai 74HC595S untuk meningkatkan keupayaan memandu keseluruhan.Walau bagaimanapun, sebelum paralel, pastikan keperluan memandu peranti ini serasi, dan jumlah arus selepas paralel tidak boleh melebihi had semasa output maksimum 74HC595, supaya tidak menyebabkan kerosakan pada cip atau menjejaskan kesan memandu.

74HC595 adalah daftar peralihan yang berfungsi pada siri dalam protokol selari.Ia menerima data secara serentak dari mikrokontroler dan kemudian menghantar data ini melalui pin selari.

74HC595 adalah peranti CMOS berkelajuan tinggi.Data Lapan Bit Shift Daftar ACCPETS dari Input Serial (DS) pada setiap peralihan positif jam Daftar Shift (SHCP).Apabila menegaskan rendah fungsi reset menetapkan semua nilai daftar peralihan kepada sifar dan tidak teratur dari semua jam.

Lembaran data 74HC595 menyatakan bahawa setiap output dapat menyampaikan sekurang -kurangnya 35mA kerana ini adalah arus output maksimum yang dibenarkan.Ini jelas lebih daripada 25mA yang dibenarkan dari μC.Terdapat had lain: 74HC595 tidak boleh memberikan lebih daripada 70mA secara keseluruhan.

74HC595 adalah daftar peralihan dan MAX7219 adalah pemacu paparan multiplexed.Oleh itu, mereka berdua tidak melakukan perkara yang sama.Max7219 akan menjadi lebih mudah untuk digunakan dengan Picaxe jika multiplexing paparan sebagai tugas multiplexing mereka dilakukan oleh Max7219 dan bukan Picaxe tetapi ia lebih mahal.