74HC595: Изчерпателно ръководство за високоефективни 8-битови чипове за смяна
Регистрите за смяна са устройства, които използват последователна логика за съхраняване и предаване на двоични данни.Те са двупосочни вериги, които преместват всеки бит данни от вход към изход с всеки импулс на часовника.Понастоящем има различни модели на регистри на Shift, сред които 74HC595 е такъв сериен към паралелен регистър на смяна на изхода.Нейната функция е да преобразува серийни сигнали в паралелни сигнали, които обикновено се използват при задвижващи чипове за различни цифрови тръби и точкови матрични екрани.Тази статия ще представи своята специфична информация от аспектите на конфигурацията и приложението на ПИН.Каталог
1. Преглед на 74HC595
2. Конфигурация и функции на ПИН
3. Логическа диаграма от 74HC595
4. Приложения от 74HC595
5. Използвайте случаи на 74HC595
6. Подобряване на способността за шофиране на 74HC595
1. Преглед на 74HC595
74HC595 е 8-битов регистър на смяната, който комбинира сериен вход с паралелен изход, предлагащ уникални опции за изход Tri-State.Този сложен компонент работи чрез получаване на серийни данни чрез своя сериен вход на данни (SDI) на нарастващия ръб на серийния часовник (SCK).Вътрешният 8-битов регистър на смяната обработва данните, последователно извеждайки от терминала Q7 '-най-високата точка на изхода на серийните данни.
- Сериен часовник (SCK): Задейства се на ръба на издигането
- Вход за серийни данни (SDI): Получава 8-битови данни
- Q7 'терминал: най -висок битов изход на серийни данни
- Преобразуването в паралелен изход се разгръща върху нарастващия ръб на контрола на ключалката (LCK).Именно в този момент данните в 8-битовия регистър на смяната са заключени в 8-битовия паралелен изходен регистър.Стойностите, изложени от паралелните изходи, са същите като тези, които се съхраняват в тях, в зависимост от сигнала за активиране на изхода (OE) са ниски (активирани).
- Latch Control (LCK): Активиран на ръба на издигането
- Активиране на изхода (OE): Активиран при ниско ниво
Алтернативи и еквивалентни опции
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. Конфигурация и функции на ПИН
74HC595 има 16 пина, чието оформление доказва своята гъвкавост:
- SER (ПИН 1): шлюзът за серийни данни, Ser Pin, помага при бит-битово предаване в чипа.Той инициира паралелно пренос на данни, един пулс на часовника наведнъж.
- RCLK (ПИН 2): Действайки като вход на регистъра на часовника, RCLK наблюдава движението на данни от регистъра на смяната към регистъра на изход, като гарантира синхронизирано съхранение на данни.
- SRCLK (ПИН 3): Този смяна на регистъра на входния щифт координира операциите по изместване, управлявайки темпото на преобразуване на данни.
- OE (PIN 4): Входът за активиране на изхода показва пренос на данни през изходни щифтове, превключвайки между активирани и деактивирани състояния чрез нивото на напрежението му.
- DS (ПИН 5): Вход на двупосочен сериен данни, DS предоставя алтернативна точка за въвеждане на данни, подобрявайки гъвкавостта на комуникацията.
- ST_CP (ПИН 6): Входът на спусъка на изхода контролира времето на съхранение на данни в изходните щифтове, отразявайки промените в сигнала на часовника на спусъка на магазина.
- SH_CP (ПИН 7): Контролира входа на часовника в регистъра на смяната, SH_CP е от решаващо значение за мигриране на данни в последователност към регистъра на смяната.
- Q7 '(Пин 8) до Q0-Q7 (PINS 9-16): Тези изходни щифтове представляват ядрото на паралелно разпространение на данни, озвучаващи данните от регистъра на смяната от най-ниския до най-високия бит.
3. Логическа диаграма от 74HC595
4. Приложения от 74HC595
74HC595 се отличава в множество области, показвайки неговата адаптивност и ефективност:
Контрол на релето: Неговата паралелна функционалност на изхода позволява едновременно контрол на множество релета, всяка способност да манипулира едно или повече електрически устройства.Това дава възможност за създаване на динамични и здрави системи за електроенергия.
Дигитално разширяване на изхода: Свързване на изходните пинове на микроконтролера към серийния вход на 74HC595, изходните портове могат да бъдат удобно разширени, като по този начин разширяват контрола върху други устройства.
Контрол на дисплея: В сценариите за управление на LCD, 74HC595 гладко прехвърля данни на дисплея на екрана, използвайки своето серийно към паралелно преобразуване, като гарантира безпроблемни актуализации на текст, изображения или видео.
Music Beat Lights: Интегрирането на алгоритми за управление на ритъм с 74HC595 може да създаде LED ефекти, перфектно синхронизирани с музикалния ритъм.Този фюжън улавя същността на музикалните удари, превръщайки ги в завладяващи LED дисплеи на различни честоти, яркост и цветове.
5. Използвайте случаи на 74HC595
5.1 Проектиране на многоцифрен LED дисплей с помощта на 74HC595
5.1.1 Статичен метод на показване
В сферата на статичните дисплеи всяка линия за избор на LED сегмент е сложно свързана с паралелните изходи на 74HC595.Тази схема на свързване позволява на всяка цифра да се показва независимо, като промените в символите директно се управляват от изходите на отделни чипове 74HC595.
- Паралелни изходи: Всеки 74HC595 контролира цифра.
- Промени в символите: Дисплеят може да показва различни знаци.
- Въпреки че е интензивен за ресурси, изискващи N 74HC595 чипове и N+3 I/O линии за N-Cygit LED дисплей, този метод също така подчертава сложността и последиците за разходите, свързани с многоцифрени LED дисплеи.
5.1.2 Динамичен метод на показване
За да се опростят дизайна на веригата, да намалите разходите и да спестите системни ресурси за многоцифрени LED дисплеи, се приема единният подход.Тук кодовете на сегмента на всички цифри са паралели и се управляват от един чип 74HC595.
- Unified Control: Един 74HC595 контролира всички цифрени сегменти.
- Метод на сканиране: Героите се показват последователно на светодиоди.
- Използвайки технологията за сканиране, се показва само един светодиоден символ във всеки даден момент, преминавайки през всяка цифра, за да се представи предвидените знаци.Функцията на ключалката на 74HC595 елиминира необходимостта от допълнителни закъснения, улеснявайки постоянството на ефекта на зрението, без да се жертва оперативната скорост.
5.2 Дизайн на LED задвижване с помощта на чипа 74HC595
Чипът 74HC595 е член на серията 74, известен със своята бърза работа, ниска консумация на мощност и лекота на използване.Той служи като ефективен мост между микроконтролери и LED дисплеи, предлагайки много предимства.
5.2.1 LED дисплеи
LED дисплеи, особено седем сегментарни LED дисплеи, са предпочитани за тяхната ефективност на разходите, ниска консумация на енергия и надеждност.Докато са налични богати на функции специализирани LED драйвери, по-високата им цена прави 74HC595 предпочитан избор за бюджетни и опростени системи.
Предимства на използването на 74HC595: Бърза скорост, ниска консумация на мощност, способни да управляват различен брой светодиоди.
Гъвкавост и ефективност на захранването: 74HC595 позволява лесен контрол на яркостта и спестяването на енергия, подходящи както за общи анодни, така и за често срещани катодни дисплеи.
Гъвкавост и ефективност на захранването: 74HC595 позволява лесен контрол на яркостта и спестяването на енергия, подходящи както за общи анодни, така и за често срещани катодни дисплеи.
5.2.2 Дизайн с помощта на 74HC595 CHIP
Тази настройка е илюстрирана чрез дизайн на интерфейс с микроконтролера AT89C2051 и 74HC595, показвайки дисплей на напрежението, използвайки три цифрови тръби, подчертавайки важността на подреденото представяне на данни и регулируема яркост.
Контролни щифтове (P115, P116, P117): Управление на яркостта и последователността на LED дисплеи.
6. Подобряване на способността за шофиране на 74HC595
Буфери или драйвери: Използването на буфери като 74LS244 (еднопосочно) или 74LS245 (двупосочно) може да подобри силата на задвижване и стабилността на сигнала.
Подходящо захранване: Гарантирането на захранването е в рамките на препоръчителния диапазон на напрежението и има достатъчно мощност, за да отговори на изискванията за натоварване, е от решаващо значение за оптималната производителност.
Външни задвижващи вериги: За товари, надвишаващи директната възможност за изход на 74HC595, външните вериги на задвижването, използващи транзистори, FET или специализирани чипове на драйвери, могат да усилят изходния сигнал.
Съображения на оформлението на PCB: Минимизирането на съпротивлението и индуктивността в следите на PCB може да подобри ефективността на предаване на сигнала, като същевременно избягва прекомерния шум и смущения за поддържане на качеството на сигнала.
Подходящи резистори на натоварване: Избор на натоварващи резистори на базата на
Относно характеристиките на товарното устройство може да предотврати ситуации с свръхток, които биха могли да повредят чипа 74HC595.
Паралелна конфигурация на изхода: За приложения, изискващи голям брой устройства със сходни изисквания за шофиране, паралелно на изходите на множество чипове 74HC595 може да подобри общата способност за шофиране, при условие че комбинираният ток не надвишава максималния лимит на изхода на чипа.
Често задавани въпроси
1. Микроконтролерът 74HC595 ли е?
74HC595 е регистър на смяната, работещ на сериал в паралелен протокол.Той получава данни серийно от микроконтролер и след това изпраща тези данни чрез паралелни пинове.
2. Каква е функцията на 74HC595?
74HC595 е високоскоростно CMOS устройство.Осем битовият регистър на смяната приема данни от серийния вход (DS) с всеки положителен преход на часовника на регистъра за смяна (SHCP).Когато е зададена на ниска, функцията за нулиране задава всички стойности на регистъра на изместване на нула независимо от всички часовници.
3. Колко ток може да издържи 74HC595?
В листа за данни за 74HC595 се посочва, че всеки изход може да осигури поне 35ma ток, тъй като това е максималният разрешен изходен ток.Това ясно надвишава 25mA, разрешено от µc.Друго ограничение е общото количество ток, осигурен от 74HC595, не трябва да надвишава 70mA.
4. Каква е разликата между MAX7219 и 74HC595?
74HC595 е регистър на смяна, докато MAX7219 е мултиплексиран драйвер за дисплей.По този начин те не правят същото.Ако използвате мултиплексиран дисплей, Max7219 ще бъде (по -лесен за използване с Picaxe, тъй като задачата за мултиплексиране на дисплея се извършва от MAX7219, а не на Picaxe, но е по -скъп.