Как работает сдвиговый регистр 74HC595. Для чего нужен сдвиговый регистр 74HC595. Какие преимущества дает использование сдвигового регистра 74HC595. Как подключить сдвиговый регистр 74HC595 к микроконтроллеру. Какие основные выводы есть у сдвигового регистра 74HC595.
Что такое сдвиговый регистр 74HC595 и зачем он нужен
Сдвиговый регистр 74HC595 — это 8-разрядный последовательно-параллельный преобразователь, который позволяет управлять 8 выходами, используя всего 3 вывода микроконтроллера. Это очень удобное решение, когда не хватает выходов микроконтроллера для подключения большого количества устройств.
Основные преимущества использования сдвигового регистра 74HC595:
- Экономия выводов микроконтроллера — для управления 8 выходами нужно всего 3 вывода
- Возможность каскадного соединения для увеличения количества выходов
- Работа через широко распространенный интерфейс SPI
- Высокая скорость работы — до 100 МГц
- Широкий диапазон напряжения питания — от 2 до 6 В
- Низкая стоимость — менее 5 центов за штуку
- Доступность в разных корпусах — DIP и SOIC
Принцип работы сдвигового регистра 74HC595
Сдвиговый регистр 74HC595 состоит из трех основных функциональных блоков:
- 8-битный регистр сдвига
- 8-битный регистр хранения
- 8-битный выходной регистр
Принцип работы следующий:
- Данные побитно подаются на вход DS
- По положительному фронту на входе SHCP данные сдвигаются в регистр сдвига
- После подачи 8 бит, по положительному фронту на STCP данные защелкиваются в выходном регистре
- 8 бит появляются на выходах Q0-Q7
Таким образом, последовательные данные преобразуются в параллельный 8-битный выход. Это позволяет управлять 8 устройствами, используя всего 3 линии микроконтроллера.
Основные выводы сдвигового регистра 74HC595
Рассмотрим назначение основных выводов микросхемы 74HC595:
- VCC, GND — выводы питания
- OE — разрешение выхода (активный низкий уровень)
- MR — сброс регистра (активный низкий уровень)
- DS — вход последовательных данных
- SHCP — вход тактирования сдвигового регистра
- STCP — вход тактирования выходного регистра
- Q0-Q7 — параллельные выходы
- Q7′ — последовательный выход для каскадирования
Чтобы записать данные в регистр, нужно подавать их последовательно на вход DS, сопровождая каждый бит положительным импульсом на SHCP. После подачи 8 бит, положительный импульс на STCP защелкивает данные на выходах.
Подключение сдвигового регистра 74HC595 к микроконтроллеру
Для базового подключения сдвигового регистра 74HC595 к микроконтроллеру достаточно использовать 3 линии:
- DS (вход данных) — подключается к линии MOSI интерфейса SPI микроконтроллера
- SHCP (тактирование сдвига) — подключается к линии SCK интерфейса SPI
- STCP (тактирование защелки) — подключается к свободному выводу микроконтроллера
Остальные выводы подключаются следующим образом:
- VCC — к напряжению питания (обычно 5В)
- GND — к общему проводу
- OE — к общему проводу (для постоянного разрешения выходов)
- MR — к VCC через резистор 10 кОм (для отключения сброса)
Выходы Q0-Q7 подключаются к управляемым устройствам — светодиодам, семисегментным индикаторам, реле и т.д.
Программирование микроконтроллера для работы с 74HC595
Для управления сдвиговым регистром 74HC595 с помощью микроконтроллера используется следующий алгоритм:
- Установить STCP в низкий уровень
- Передать 8 бит данных, сопровождая каждый бит импульсом на SHCP
- Установить STCP в высокий уровень для защелкивания данных на выходах
Пример функции для передачи байта данных на C:
void shiftOut(uint8_t data) {
for (int i = 0; i < 8; i++) {
digitalWrite(DS, !!(data & (1 << (7 - i))));
digitalWrite(SHCP, HIGH);
digitalWrite(SHCP, LOW);
}
digitalWrite(STCP, HIGH);
digitalWrite(STCP, LOW);
}
Эта функция последовательно передает 8 бит данных, начиная со старшего бита, и в конце формирует импульс на выводе STCP для защелкивания данных на выходах регистра.
Применение сдвигового регистра 74HC595
Сдвиговый регистр 74HC595 широко применяется в различных электронных проектах, где требуется управление множеством устройств при ограниченном количестве выводов микроконтроллера. Вот некоторые распространенные применения:
- Управление светодиодными матрицами и дисплеями
- Подключение семисегментных индикаторов
- Управление несколькими реле или другими силовыми элементами
- Расширение портов ввода-вывода микроконтроллеров
- Управление клавиатурными матрицами
Рассмотрим пример использования 74HC595 для управления 8 светодиодами:
void setup() {
pinMode(DS, OUTPUT);
pinMode(SHCP, OUTPUT);
pinMode(STCP, OUTPUT);
}
void loop() {
for (int i = 0; i < 256; i++) {
shiftOut(i);
delay(100);
}
}
Этот код будет последовательно включать различные комбинации из 8 светодиодов, создавая эффект бегущих огней.
Каскадное соединение нескольких регистров 74HC595
Одно из главных преимуществ сдвигового регистра 74HC595 - возможность каскадного соединения для увеличения количества управляемых выходов. Для этого используется вывод Q7', который является последовательным выходом регистра.
Схема каскадного соединения:
- Q7' первого регистра подключается к DS второго
- SHCP и STCP всех регистров соединяются параллельно
- Остальные выводы подключаются как обычно
При таком соединении данные "перетекают" из одного регистра в другой, позволяя управлять 16, 24 и более выходами, используя все те же 3 линии микроконтроллера.
Пример кода для управления 16 светодиодами через два каскадно соединенных регистра:
void shiftOut16(uint16_t data) {
shiftOut(data >> 8); // Старший байт
shiftOut(data & 0xFF); // Младший байт
}
void loop() {
for (int i = 0; i < 65536; i++) {
shiftOut16(i);
delay(10);
}
}
Этот код будет управлять 16 светодиодами, создавая различные световые эффекты.
Datasheet26.com - поиск даташит, даташитов скачивание
|
|
Сайт поиска технических данных (datasheet)
Последние обновления |
|
AM29C101 AM29C509 B101AW06-V4 h26101SC Sitemap |
введение сайта
|
Этот сайт представляет собой платформу, которая обеспечивает доступ к таблицам данных для различных электронных компонентов, таких как транзисторы, диоды и интегральные схемы. |
Предоставляет информацию об условиях работы компонента, конфигурации выводов и других важных параметрах.
Список последних материалов
| Номер в каталоге | описание детали | производитель | |
| 1N1199 | SILICON POWER RECTIFIER | Digitron Semiconductors |
|
| 1N1199A | Medium Power Silicon Rectifier Diodes | Vishay |
|
| 1N1199A | Silicon Rectifiers | ETC |
|
| 1N1199A | MEDIUM POWER SILICON RECTIFIER DIODES | International Rectifier |
|
| 1N1199A | SILICON POWER RECTIFIER | Digitron Semiconductors |
|
| 1N1199B | SILICON POWER RECTIFIER | Digitron Semiconductors |
|
| 1N1199RA | Silicon Rectifiers | ETC |
|
| 1N1200 | SILICON POWER RECTIFIER | Digitron Semiconductors |
Карта сайта
|
Index : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z   |
|
Этот сайт обеспечивает легкий доступ к таблицам данных от различных производителей и поставщиков, что экономит ваше время и усилия при проектировании, тестировании и устранении неполадок электронных схем. |
Сдвиговый регистр 74HC595 и семисегментный индикатор
В ситуации когда не хватает выходов микроконтроллера, что обычно делают? Правильно – берут микроконтроллер с большим количеством выходов. А если не хватает выводов у микроконтроллера с самым большим количеством выходов, то могут поставить и второй микроконтроллер.
Но в большинстве случаев проблему можно решить более дешевыми способами например использовать сдвиговый регистр 74HC595.
Преимущества использования сдвигового регистра 74HC595:
- не требует никакой обвязки кроме конденсатора по питанию;
- работает через широкораспостраненный интерфейс SPI;
- для самого простого включения достаточно двух выходов микроконтроллера;
- возможность практически неограниченного расширения количества выходов без увеличения занятых выходов микроконтроллера;
- частота работы до 100 МГц;
- напряжение питания от 2 В до 6 В;
- дешевый — стоит менее 5 центов;
- выпускается как в планарных корпусах (74HC595D удобен для производства), так и в DIP16 (74HC595N удобен для радиолюбителей и макетирования).
Для понимания работы регистра стоит взглянуть на функциональную схему. Она состоит из:
- 8-битного регистра сдвига,
- 8-битного регистра хранения,
- 8-битного выходного регистра.
Рассмотрим какие выводы есть у сдвигового регистра 74hc595.
Общего вывод и вывод питания объяснений не требуют.
- GND — земля
- VCC — питание 5 вольт
Входы 74HC595:
OE
Вход переводящий выходы из высокоимпедансного состояние в рабочее состояние. При логической единице на этом входе выходы 74HC595 будут отключены от остальной части схемы. Это нужно например для того чтобы другая микросхема могла управлять этими сигналами.
Если нужно включить в рабочее состояние микросхеме подайте логический ноль на этот вход. А если в принципе не нужно переводить выходы в высокоимпедансное состояние – смело заземляйте этот вывод.
MR — сброс регистра
Переводить все выходы в состояние логического нуля. Чтобы сбросить регистр нужно подать логический ноль на этот вход и подать положительный импульс на вход STCP.
Подключаем этот выход через резистор к питанию микросхемы и при необходимости замыкаем на землю.
DS – вход данных
Последовательно подаваемые сюда данные будут появляются на 8-ми выходах регистра в параллельной форме.
SHCP – вход для тактовых импульсов
Когда на тактовом входе SHCP появляется логическая единица, бит находящийся на входе данных DS считывается и записывается в самый младший разряд сдвигового регистра. При поступлении на тактовый вход следующего импульса высокого уровня, в сдвиговый регистр записывается следующий бит со входа данных. Тот бит который был записан ранее сдвигается на один разряд (из Q0 в Q1) , а его место занимает вновь пришедший бит. И так далее по цепочке.
STCP – вход «защёлкивающий» данные
Что бы данные появились на выходах Q0…Q7 нужно подать логическую единицу на вход STCP. Данные поступают в параллельный регистр который сохряняет их до следующего импульса STCP.
Выходы 74HC595
- Q0…Q7 – выходы которыми будем управлять. Могут находится в трёх состояниях: логическая единица, логический ноль и высокоимпедансное состояние
- Q7′ – выход предназначенный для последовательного соединения регистров.
Могут находится в трёх состояниях: логическая единица, логический ноль и высокоимпедансное состояниеВременная диаграмма на которой показано движение логической единицы по всем выходам регистра.
Как говориться лучше один раз увидеть, чем семь раз услышать. Я сам впервые применяя регистр 74HC595 не до конца понимал его работу и чтобы понять смоделировал нужную схему в Proteus.
Вот такая схема подключения семисегментных индикаторов к микроконтроллеру ATMega48 по SPI получилась:
Это схема с динамической индикацией, то есть в каждый момент времени загорается только одна цифра счетверенного семисегментного индикатора, потом загорается следующая и так по кругу. Но так как смена происходит очень быстро, то глазу кажется, что горят все цифры.
Кроме того одновременно эта схема и опрашивает 4 кнопки S1-S4. Добавив два сдвоенных диода можно опрашивать 8 кнопок. А добавив 4 транзистора и резистора можно подключить дополнительный 4-х знаковый индикатор.
Чтобы динамическая индикация заработала в регистры нужно послать два байта: первый байт определяет, какой из 4-х индикаторов будет работать и какую кнопку будем опрашивать. А второй, какие из сегментов загорятся.
8-битный регистр сдвига с последовательным вводом/последовательным или параллельным выводом с защелкивающимися выходами с 3 состояниями
%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 5 0 объект /Title (MC74HC595A — 8-разрядный регистр сдвига с последовательным вводом/последовательным или параллельным выводом и выходами с фиксацией 3 состояний) >> эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > транслировать BroadVision, Inc.2021-07-08T15:48:25-07:002021-07-08T15:47:39-07:002021-07-08T15:48:25-07:00application/pdf
HC595AG ON Прочие компоненты - Veswin Electronics
Электронный компонент HC595AG запущен в производство компанией ON, входящей в состав Other Components.
Каждое устройство доступно в небольшом корпусе SOP-16 и рассчитано на расширенный диапазон температур от -40°C до 105°C (TA).
- Категории
- Другие компоненты
- Производитель
- ПО Полупроводник
- Номер детали Весвин
- В2320-ХК595АГ
- Статус без содержания свинца / Статус RoHS
- Без свинца / Соответствует RoHS
- Состояние
- Новое и оригинальное — заводская упаковка
- Наличие на складе
- Запасы на складе
- Минимальный заказ
- 1
- Расчетное время доставки
- 11 июня - 16 июня (выберите ускоренную доставку)
- Модели EDA/CAD
- HC595AG от SnapEDA
- Условия хранения
- Сухой шкаф и пакет защиты от влаги
Ищете HC595AG? Добро пожаловать на Veswin.
com, наши специалисты по продажам готовы помочь вам. Вы можете узнать о наличии компонентов и ценах на HC59.5АГ,
просмотреть подробную информацию, включая производителя HC595AG и таблицы данных. Вы можете купить или узнать о HC595AG прямо здесь и сейчас.
Veswin является дистрибьютором электронных компонентов для товарных, распространенных, устаревших / труднодоступных электронных компонентов. Весвин поставляет промышленные,
Коммерческие компоненты и компоненты Mil-Spec для OEM-клиентов, CEM-клиентов и ремонтных центров по всему миру. Мы поддерживаем большой склад электронных компонентов,
который может включать HC595AG, в наличии для отправки в тот же день или в кратчайшие сроки. Компания Veswin является поставщиком и дистрибьютором HC595AG с полным спектром услуг для HC595AG.
У нас есть возможность закупать и поставлять HC595AG по всему миру, чтобы помочь вам с вашей цепочкой поставок электронных компонентов.
сейчас!
- Q: Как заказать HC595AG?
- О: Нажмите кнопку «Добавить в корзину» и перейдите к оформлению заказа.
- В: Как оплатить HC595AG?
- A: Мы принимаем T/T (банковский перевод), Paypal, оплату кредитной картой через PayPal.
- В: Как долго я могу получить HC595AG?
- О: мы отправим через FedEx, DHL или UPS, обычно доставка в ваш офис занимает 4 или 5 дней.
Мы также можем отправить заказной авиапочтой. Обычно доставка в ваш офис занимает 14-38 дней.
Пожалуйста, выберите предпочтительный способ доставки при оформлении заказа на нашем сайте. - В: Гарантия на HC595AG?
- A: Мы предоставляем 90-дневную гарантию на наш продукт.
- В: Техническая поддержка HC595AG?
- A: Да, наш технический инженер поможет вам с информацией о распиновке HC595AG, примечаниями по применению, заменой, техническое описание в формате pdf, руководство, схема, аналог, перекрестная ссылка.
