på 2024-03-14 1,035

74HC595: En omfattende guide til højeffektiv 8-bit skift registerchips

Skiftregistre er enheder, der bruger sekventiel logik til at gemme og transmittere binære data.Det er tovejskredsløb, der bevæger hver bit data fra input til output med hver urpuls.I øjeblikket er der forskellige modeller af skiftregistre, blandt hvilke 74HC595 er sådan et seriemæssigt-til-parallelt udgangsskiftregister.Dens funktion er at konvertere serielle signaler til parallelle signaler, der ofte bruges til at køre chips til forskellige digitale rør og prikmatrixskærme.Denne artikel vil introducere sine specifikke oplysninger fra aspekterne af PIN -konfiguration og anvendelse.

Katalog

Oversigt over 74HC595

Figur 1:74HC595

De 74HC595 er et 8-bit skiftregister, der kombinerer serielle input med parallel output, der tilbyder unikke tri-state output-indstillinger.Denne komplekse komponent fungerer ved at modtage serielle data gennem dens serielle datainput (SDI) på den stigende kant af det serielle ur (SCK).Det interne 8-bit skiftregister behandler dataene og udsendes sekventielt fra Q7 'terminalen-det højeste punkt i serielle dataudgang.

• Seriel ur (SCK): Udløses på den stigende kant
• Serial Data Input (SDI): Modtager 8-bit data
• Q7 'Terminal: Højeste bit serielle dataudgang
• Konverteringen til parallel output udspiller sig på den stigende kant af låsekontrollen (LCK).Det er i dette øjeblik, at dataene i 8-bit skiftregisteret er låst i det 8-bit parallelle udgangsregister.Værdierne, der udsættes for de parallelle output, er de samme som dem, der er gemt i dem, afhængigt af det outputaktive (OE) signal, der er lavt (aktiveret).
• Latch Control (LCK): aktiveret på den stigende kant
• Output Enable (OE): aktiveret, når det er lavt

Alternativer og tilsvarende indstillinger

SN74HC595MPWREP

Pin -konfiguration og funktioner

Figur 2: 74HC595 pinout

74HC595 har 16 stifter, hvis layout beviser sin alsidighed:

Ser (pin 1): Gatewayen til serielle data, Ser Pin, hjælper med bit-by-bit transmission i chippen.Det initierer dataoverførsel parallelt, en urpuls ad gangen.

RCLK (pin 2): ACCERING som registerurindgangen fører RCLK tilsyn med bevægelsen af ​​data fra skiftregisteret til outputregisteret, hvilket sikrer synkroniseret datalagring.

SRCLK (PIN 3): Dette skiftregister ur indgangspin koordinater skiftoperationer, der styrer tempoet i datakonvertering.

OE (pin 4): Output Aktivér input angiver dataoverførsel gennem outputstifter, skifter mellem aktiverede og handicappede tilstande via dets spændingsniveau.

DS (pin 5): En tovejs seriel dataindgang, DS giver et alternativt dataregistreringspunkt, der forbedrer kommunikationsfleksibiliteten.

ST_CP (pin 6): Output Store Trigger Clock -indgang kontrollerer tidspunktet for datalagring i outputstifter, hvilket afspejler ændringer i butikens udløserursignal.

SH_CP (pin 7): Kontrollerer skiftregisterets ur, SH_CP er afgørende for at migrere data i rækkefølge til skiftregisteret.

Q7 '(pin 8) til Q0-Q7 (PINS 9-16): Disse output-stifter repræsenterer kernen i parallel dataformering, der gentager dataene fra skiftregisteret fra den laveste til den højeste bit.

Logikdiagram over 74HC595

Figur 3: 74HC595 Logikdiagram

Anvendelser af 74HC595

74HC595 udmærker sig i flere områder og viser dens tilpasningsevne og effektivitet:

Relæskontrol: Dens parallelle outputfunktionalitet giver mulighed for samtidig kontrol af flere relæer, der hver er i stand til at manipulere et eller flere elektriske enheder.Dette muliggør oprettelse af dynamiske og robuste elektriske kontrolsystemer.

Udvidelse af digital output: Ved at tilslutte en mikrokontrollers output -stifter til 74HC595s serielle input kan outputporte bekvemt udvides og derved udvide kontrol over andre enheder.

Display Control: I LCD-kontrolscenarier overfører 74HC595 glat visningsdata til skærmen ved hjælp af dens serielle-til-parallelle konvertering, hvilket sikrer problemfri opdateringer af tekst, billeder eller video.

Musik Beat Lights: Integrering af beat -kontrolalgoritmer med 74HC595 kan skabe LED -effekter, der er perfekt synkroniseret med musikrytmen.Denne fusion fanger essensen af ​​musik beats og omdanner dem til fængslende LED -skærme af forskellige frekvenser, lysstyrke og farver.

Brug sager på 74HC595

Design af en flercifret LED-skærm ved hjælp af 74HC595

Figur 4: Multi-bit LED-display-design baseret på 74HC595

Statisk displaymetode

På området for statiske skærme er hvert LED -segmentudvælgelseslinje indviklet forbundet med de parallelle udgange fra 74HC595.Denne forbindelsesskema giver hvert ciffer mulighed for at vise uafhængigt med karakterændringer, der direkte styres af output fra individuelle 74HC595 -chips.

Parallelle udgange: Hver 74HC595 styrer et ciffer.

Karakterændringer: Displayet kan vise forskellige tegn.

Selvom ressourceintensive, der kræver N 74HC595-chips og N+3 I/O-linjer for et N-cifret LED-display, fremhæver denne metode også kompleksiteten og omkostningerne i forbindelse med multi-cifrede LED-skærme.

Dynamisk displaymetode

For at forenkle kredsløbsdesign, reducere omkostningerne og gemme systemressourcer til multi-cifrede LED-skærme, vedtages en samlet tilgang.Her er segmentkoderne for alle cifre parallelly og administreres af en enkelt 74HC595 -chip.

Unified Control: En enkelt 74HC595 kontrollerer alle cifrede segmenter.

Scanningsmetode: tegn vises sekventielt på LED'er.

Ved hjælp af scanningsteknologi vises kun en LED -karakter på ethvert givet tidspunkt og cykler gennem hvert ciffer for at præsentere de tilsigtede tegn.Latchfunktionen af ​​74HC595 eliminerer behovet for yderligere forsinkelser, hvilket letter en vedholdenhed af synseffekt uden at ofre operationel hastighed.

LED -drevkredsløbsdesign ved hjælp af 74HC595 -chip

74HC595 -chippen er medlem af 74 -serien, der er kendt for sin hurtige drift, lavt strømforbrug og brugervenlighed.Det fungerer som en effektiv bro mellem mikrokontrollere og LED -skærme, der giver mange fordele.

LED -skærme

LED-skærme, især syv-segment LED-skærme, er foretrukket for deres omkostningseffektivitet, lavt strømforbrug og pålidelighed.Mens funktionsrige dedikerede LED-drivere er tilgængelige, gør deres højere omkostninger 74HC595 til et foretrukket valg for budgetbevidste og forenklede systemer.

Fordele ved at bruge 74HC595: hurtig hastighed, lavt strømforbrug, der er i stand til at køre forskellige antal LED'er.

Fleksibilitet og magteffektivitet: 74HC595 muliggør let lysstyrkekontrol og energibesparende operationer, der er egnede til både almindelige anode og almindelige katodeskærme.

Design ved hjælp af 74HC595 -chip

Figur 5: Designet med 74HC595 -chip

Denne opsætning er illustreret gennem et interface -design med AT89C2051 mikrokontroller og 74HC595, der viser en spændingsdisplay ved hjælp af tre digitale rør, der understreger vigtigheden af ​​ordnet datapræsentation og justerbar lysstyrke.

Kontrolstifter (P115, P116, P117): Administrer lysstyrken og sekvensen af ​​LED -skærme.

Forbedring af kørekapaciteten for 74HC595

Buffere eller drivere: Brug af buffere som 74LS244 (ensrettet) eller 74LS245 (tovejs) kan forbedre signalkørsel og stabilitet.

Passende strømforsyning: At sikre strømforsyningen er inden for det anbefalede spændingsområde og har tilstrækkelig strøm til at imødekomme belastningskrav er afgørende for optimal ydelse.

Eksterne drivkredsløb: For belastninger, der overskrider den direkte outputkapacitet for 74HC595, kan eksterne drivkredsløb ved hjælp af transistorer, FET'er eller dedikerede driverchips forstærke udgangssignalet.

PCB -layoutovervejelser: Minimering af modstand og induktans i PCB -spor kan forbedre signaloverførselseffektiviteten, samtidig med at man undgår overdreven støj og interferens for at opretholde signalkvaliteten.

Egnede belastningsmodstande: Valg af belastningsmodstande baseret

På egenskaberne ved belastningsenheden kan forhindre overstrømssituationer, der kan beskadige 74HC595 -chippen.

Parallel outputkonfiguration: Til applikationer, der kræver et stort antal enheder med lignende kørekrav, kan parallelle output fra flere 74HC595 -chips forbedre den samlede kørekapacitet, forudsat at den kombinerede strøm ikke overstiger chipens maksimale udgangsgrænse.

Ofte stillede spørgsmål [FAQ]

1. Er 74HC595 en mikrokontroller?

74HC595 er et skiftregister, der opererer på en seriel parallel -protokol.Den modtager data serielt fra en mikrokontroller og sender derefter disse data gennem parallelle stifter.

2. Hvad er funktionen af ​​74HC595?

74HC595 er en højhastigheds CMOS-enhed.Det otte-bit skiftregister accepterer data fra den serielle input (DS) med hver positiv overgang af Shift Register Clock (SHCP).Når den er indstillet til lav, indstiller nulstillingsfunktionen alle skiftregisterværdier til nul uafhængigt af alle ure.

3. Hvor meget strøm kan 74HC595 modstå?

Databladet for 74HC595 siger, at hver output kan give mindst 35 mA strøm, da dette er den maksimale tilladte udgangsstrøm.Dette overstiger klart den 25mA, der er tilladt af µc.En anden begrænsning er den samlede mængde strøm, der leveres af 74HC595, bør ikke overstige 70 mA.

4. Hvad er forskellen mellem MAX7219 og 74HC595?

74HC595 er et skiftregister, mens MAX7219 er en multiplexet displaydriver.Således gør de ikke det samme.Hvis du bruger en multiplekset skærm, ville MAX7219 være (mere) let at bruge med Picaxe, da opgaven med multiplexing udføres af MAX7219 og ikke Picaxe, men det er dyrere.