AcasăBlog74HC595: Un ghid cuprinzător pentru jetoane de registru de schimb de 8 biți de înaltă eficiență pe 8 biți
74HC595: Un ghid cuprinzător pentru jetoane de registru de schimb de 8 biți de înaltă eficiență pe 8 biți
Registrele SHIFT sunt dispozitive care utilizează logică secvențială pentru a stoca și transmite date binare.Sunt circuite bidirecționale care mută fiecare bit de date de la intrare la ieșire cu fiecare impuls de ceas.În prezent, există diverse modele de registre de schimb, printre care 74HC595 este un astfel de registru de schimb de ieșire serial-paralel.Funcția sa este de a converti semnale seriale în semnale paralele, utilizate în mod obișnuit în conducerea jetoanelor pentru diverse tuburi digitale și ecrane matriceale.Acest articol va introduce informațiile sale specifice din aspectele configurației și aplicației PIN.Catalog
1. Prezentare generală a 74HC595
2. Configurarea și funcțiile PIN
3. Diagrama logică de 74HC595
4. Aplicații de 74HC595
5. Utilizați cazuri de 74HC595
6. Îmbunătățirea capacității de conducere a 74HC595
1. Prezentare generală a 74HC595
74HC595 este un registru de schimb de 8 biți care combină intrarea în serie cu o ieșire paralelă, oferind opțiuni unice de ieșire tri-stat.Această componentă complexă funcționează prin primirea datelor în serie prin intrarea sa de date în serie (SDI) pe marginea în creștere a ceasului serial (SCK).Registrul intern de schimb de 8 biți procesează datele, ieșind secvențial de la terminalul Q7 '-cel mai înalt punct al ieșirii datelor în serie.
- Ceas serial (SCK): declanșat pe marginea în creștere
- Intrare de date în serie (SDI): primește date pe 8 biți
- Terminal Q7 ': ieșire de date în serie cu cea mai mare biți
- Conversia în ieșire paralelă se desfășoară pe marginea în creștere a controlului zăvorului (LCK).În acest moment, datele din registrul de schimb pe 8 biți sunt blocate în registrul de ieșire paralel pe 8 biți.Valorile expuse de ieșirile paralele sunt aceleași cu cele stocate în ele, în funcție de semnalul de activare de ieșire (OE) scăzut (activat).
- Controlul zăvorului (LCK): activat pe marginea în creștere
- Activare de ieșire (OE): activat când este scăzut
Alternative și opțiuni echivalente
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. Configurarea și funcțiile PIN
74HC595 are 16 pini, al căror aspect își dovedește versatilitatea:
- SER (pinul 1): Gateway pentru date în serie, SER PIN, ajută la transmiterea bit-bit în cip.Acesta inițiază transferul de date în paralel, un puls de ceas simultan.
- RCLK (pinul 2): Acționând ca intrare de ceas al registrului, RCLK supraveghează mișcarea datelor din registrul de schimb în registrul de ieșire, asigurând stocarea de date sincronizată.
- SRCLK (pinul 3): Acest pin de intrare a înregistrării registrului de schimb coordonează operațiunile de schimbare, gestionând ritmul conversiei datelor.
- OE (pinul 4): Intrarea de activare de ieșire indică transferul de date prin pini de ieșire, comutare între stările activate și cele dezactivate prin intermediul nivelului de tensiune.
- DS (pinul 5): o intrare bidirecțională a datelor în serie, DS oferă un punct alternativ de introducere a datelor, îmbunătățirea flexibilității comunicării.
- ST_CP (pinul 6): Introducerea de ieșire a declanșării ceasului de intrare a ceasului controlează momentul stocării datelor în pinii de ieșire, reflectând modificările din semnalul de ceas de declanșare a magazinului.
- Sh_cp (pinul 7): controlează intrarea ceasului registrului de schimb, sh_cp este crucial pentru migrarea datelor în secvență către registrul de schimb.
- Q7 '(pinul 8) până la Q0-Q7 (pinii 9-16): acești pini de ieșire reprezintă nucleul propagărilor paralele de date, răsunând datele registrului de schimb de la cel mai mic la cel mai mare bit.
3. Diagrama logică de 74HC595
4. Aplicații de 74HC595
74HC595 excelează în mai multe zone, prezentând adaptabilitatea și eficiența acestuia:
Controlul releului: funcționalitatea sa de ieșire paralelă permite controlul simultan al mai multor relee, fiecare capabil să manipuleze unul sau mai multe dispozitive electrice.Acest lucru permite crearea de sisteme de control electrice dinamice și robuste.
Extinderea digitală a ieșirii: prin conectarea pinilor de ieșire ale unui microcontroller la intrarea în serie 74HC595, porturile de ieșire pot fi extinse în mod convenabil, extinzând astfel controlul asupra altor dispozitive.
Controlul afișajului: În scenariile de control LCD, 74HC595 transferă fără probleme datele pe ecran folosind conversia sa serial-paralelă, asigurând actualizări perfecte ale textului, imaginilor sau videoclipurilor.
Music Beat Lights: Integrarea algoritmilor de control al bătăilor cu 74HC595 poate crea efecte LED perfect sincronizate cu ritmul muzical.Această fuziune surprinde esența bătăilor de muzică, transformându -le în afișaje LED captivante de diverse frecvențe, luminozitate și culori.
5. Utilizați cazuri de 74HC595
5.1 Proiectarea unui ecran LED cu mai multe cifre folosind 74HC595
5.1.1 Metoda de afișare statică
În domeniul afișajelor statice, fiecare linie de selecție a segmentului LED este conectată în mod complex la ieșirile paralele ale 74HC595.Această schemă de conexiune permite fiecărei cifre să se afișeze independent, modificările de caractere gestionate direct de ieșirile jetoanelor individuale 74HC595.
- Ieșiri paralele: Fiecare 74HC595 controlează o cifră.
- Modificări de caractere: Afișajul poate afișa diferite caractere.
- Deși intensiv în resurse, necesitând n 74HC595 cipuri și linii de I/O N+3 pentru un afișaj LED N-DIGIT, această metodă evidențiază, de asemenea, complexitatea și implicațiile costurilor asociate cu afișaje cu LED-uri cu mai multe cifre.
5.1.2 Metoda de afișare dinamică
Pentru a simplifica proiectarea circuitului, reducerea costurilor și economisirea resurselor de sistem pentru afișaje cu LED-uri cu mai multe cifre, se adoptă o abordare unificată.Aici, codurile de segment ale tuturor cifrelor sunt paralel și gestionate de un singur cip 74HC595.
- Control unificat: Un singur 74HC595 controlează toate segmentele de cifre.
- Metoda de scanare: Caracterele sunt afișate secvențial pe LED -uri.
- Folosind tehnologia de scanare, un singur personaj LED este afișat în orice moment, ciclându -se prin fiecare cifră pentru a prezenta personajele prevăzute.Funcția de blocare a 74HC595 elimină nevoia de întârzieri suplimentare, facilitând o persistență a efectului de vedere fără a sacrifica viteza operațională.
5.2 Proiectarea circuitului de acționare LED folosind cipul 74HC595
CIP -ul 74HC595 este un membru al seriei 74, cunoscut pentru funcționarea rapidă, consumul de energie redusă și ușurința de utilizare.Acesta servește ca o punte eficientă între microcontrolere și afișaje LED, oferind multe avantaje.
5.2.1 Afișări LED
Ecranele LED, în special afișajele LED cu șapte segmente, sunt favorizate pentru rentabilitatea lor, consumul redus de energie și fiabilitatea.În timp ce sunt disponibili șoferi LED-uri dedicate cu caracteristici, costul lor mai mare face din 74HC595 o alegere preferată pentru sistemele conștiente de buget și simplificate.
Avantajele utilizării 74HC595: viteză rapidă, consum redus de energie, capabil să conducă diferite un număr de LED -uri.
Flexibilitatea și eficiența energiei electrice: 74HC595 permite operațiunile ușoare de control al luminozității și de economisire a energiei, adecvate atât pentru afișajele comune de anod, cât și pentru afișajele comune ale catodului.
Flexibilitatea și eficiența energiei electrice: 74HC595 permite operațiunile ușoare de control al luminozității și de economisire a energiei, adecvate atât pentru afișajele comune de anod, cât și pentru afișajele comune ale catodului.
5.2.2 Proiectare folosind 74HC595 CHip
Această configurație este ilustrată printr -un design de interfață cu microcontrolerul AT89C2051 și 74HC595, prezentând un afișaj de tensiune folosind trei tuburi digitale, subliniind importanța prezentării ordonate a datelor și luminozității reglabile.
Pinii de control (P115, P116, P117): Gestionați luminozitatea și secvența afișajelor LED.
6. Îmbunătățirea capacității de conducere a 74HC595
Tampoarele sau șoferii: Utilizarea tampoanelor precum 74LS244 (unidirecțional) sau 74LS245 (bidirecțional) poate spori rezistența și stabilitatea de conducere a semnalului.
Sursa de alimentare adecvată: asigurarea sursei de alimentare în intervalul de tensiune recomandat și are o putere suficientă pentru a îndeplini cerințele de încărcare este crucială pentru performanțele optime.
Circuite de acționare externe: Pentru sarcini care depășesc capacitatea de ieșire directă a 74HC595, circuitele de acționare externe folosind tranzistoare, FETS sau cipuri de driver dedicate pot amplifica semnalul de ieșire.
Considerații privind aspectul PCB: Minimizarea rezistenței și inductanței în urmele PCB pot îmbunătăți eficiența transmisiei semnalului, evitând în același timp zgomotul excesiv și interferența pentru a menține calitatea semnalului.
Rezistențe de încărcare adecvate: alegerea rezistențelor de încărcare pe bază
Pe caracteristicile dispozitivului de încărcare poate preveni situațiile de supracurent care ar putea deteriora cipul 74HC595.
Configurare paralelă de ieșire: Pentru aplicațiile care necesită un număr mare de dispozitive cu cerințe de conducere similare, paralele cu ieșirile mai multor cipuri de 74HC595 pot îmbunătăți capacitatea generală de conducere, cu condiția ca curentul combinat să nu depășească limita maximă de ieșire a cipului.
Întrebări frecvente
1. Este 74HC595 un microcontroler?
74HC595 este un registru de schimburi care funcționează pe un protocol de serie în paralel.Primește date în serie de la un microcontroller și apoi trimite aceste date prin intermediul acelor paralele.
2. Care este funcția 74HC595?
74HC595 este un dispozitiv CMOS de mare viteză.Registrul de schimb de opt biți acceptă date de la intrarea în serie (DS) cu fiecare tranziție pozitivă a ceasului de registru de schimb (SHCP).Când este setat la scăzut, funcția de resetare stabilește toate valorile registrului de schimbare la zero independent de toate ceasurile.
3. Cât de curent poate rezista 74HC595?
Fisa de date pentru 74HC595 afirmă că fiecare ieșire poate furniza cel puțin 35mm de curent, deoarece acesta este curentul de ieșire maxim permis.Acest lucru depășește clar 25mA permis de µc.O altă limitare este valoarea totală a curentului furnizat de 74HC595 nu trebuie să depășească 70mA.
4. Care este diferența dintre MAX7219 și 74HC595?
74HC595 este un registru de schimburi, în timp ce MAX7219 este un driver de afișare multiplexat.Astfel, ei nu fac același lucru.Dacă utilizați un afișaj multiplexat, MAX7219 ar fi (mai) ușor de utilizat cu Picaxe, deoarece sarcina de multiplexare a afișajului se face de Max7219 și nu de Picaxe, dar este mai scump.