74HC595: Isang komprehensibong gabay sa mataas na kahusayan 8-bit shift rehistro chips
Ang mga rehistro ng shift ay mga aparato na gumagamit ng sunud -sunod na lohika upang mag -imbak at magpadala ng binary data.Ang mga ito ay mga bidirectional circuit na gumagalaw sa bawat piraso ng data mula sa pag -input hanggang sa output sa bawat tibok ng orasan.Sa kasalukuyan, mayroong iba't ibang mga modelo ng mga rehistro ng shift, na kung saan ang 74HC595 ay tulad ng isang serial-to-parallel output shift rehistro.Ang pag -andar nito ay upang mai -convert ang mga serial signal sa mga kahanay na signal, na karaniwang ginagamit sa pagmamaneho ng mga chips para sa iba't ibang mga digital na tubo at mga screen ng DOT matrix.Ipakikilala ng artikulong ito ang tukoy na impormasyon nito mula sa mga aspeto ng pagsasaayos at aplikasyon ng PIN.Catalog
1. Pangkalahatang -ideya ng 74HC595
2. Pag -configure at pag -andar ng PIN
3. Logic diagram ng 74HC595
4. Mga aplikasyon ng 74HC595
5. Gumamit ng mga kaso ng 74HC595
6. Pagpapahusay ng kakayahan sa pagmamaneho ng 74HC595
1. Pangkalahatang -ideya ng 74HC595
Ang 74HC595 ay isang 8-bit shift rehistro na pinagsasama ang serial input na may kahanay na output, na nag-aalok ng mga natatanging pagpipilian sa output ng tri-state.Ang kumplikadong sangkap na ito ay nagpapatakbo sa pamamagitan ng pagtanggap ng serial data sa pamamagitan ng serial data input (SDI) sa tumataas na gilid ng serial orasan (SCK).Ang panloob na 8-bit shift rehistro ay nagpoproseso ng data, sunud-sunod na pag-output mula sa terminal ng Q7 '-ang pinakamataas na punto ng serial data output.
- Serial Clock (SCK): Na -trigger sa tumataas na gilid
- Serial Data Input (SDI): Tumatanggap ng 8-bit na data
- Terminal ng Q7 ': Pinakamataas na Bit Serial Data Output
- Ang pag -convert sa kahanay na output ay nagbubukas sa tumataas na gilid ng control ng latch (LCK).Ito ay sa sandaling ito na ang data sa 8-bit shift rehistro ay naka-lock sa 8-bit na parallel output rehistro.Ang mga halagang nakalantad ng mga kahanay na output ay pareho sa mga nakaimbak sa kanila, depende sa signal ng output na paganahin (OE) na mababa (pinagana).
- Latch Control (LCK): Na -aktibo sa tumataas na gilid
- Paganahin ang Output (OE): isinaaktibo kapag mababa
Mga kahalili at katumbas na mga pagpipilian
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. Pag -configure at pag -andar ng PIN
Ang 74HC595 ay may 16 na mga pin, na ang layout ay nagpapatunay sa kakayahang magamit nito:
- Ser (pin 1): Ang gateway para sa serial data, Ser pin, ay tumutulong sa bit-by-bit na paghahatid sa chip.Sinimulan nito ang paglipat ng data nang magkatulad, isang tibok ng orasan nang sabay -sabay.
- RCLK (pin 2): Kumikilos bilang input ng orasan ng rehistro, pinangangasiwaan ng RCLK ang paggalaw ng data mula sa rehistro ng shift sa output rehistro, tinitiyak ang pag -synchronize ng imbakan ng data.
- SRCLK (PIN 3): Ang Shift Register Clock Input PIN ay nag -coordinate ng mga operasyon ng shift, pamamahala ng bilis ng conversion ng data.
- OE (pin 4): Ang output ay nagpapagana ng input ay nagpapahiwatig ng paglipat ng data sa pamamagitan ng mga output pin, paglipat sa pagitan ng mga pinagana at may kapansanan na estado sa pamamagitan ng antas ng boltahe nito.
- DS (PIN 5): Ang isang bidirectional serial data input, DS ay nagbibigay ng isang alternatibong punto ng pagpasok ng data, pagpapahusay ng kakayahang umangkop sa komunikasyon.
- ST_CP (PIN 6): Kinokontrol ng pag -input ng orasan ng orasan ng orasan ang tiyempo ng pag -iimbak ng data sa mga pin ng output, na sumasalamin sa mga pagbabago sa signal ng orasan ng trigger ng tindahan.
- SH_CP (pin 7): Kinokontrol ang pag -input ng orasan ng rehistro ng shift, ang SH_CP ay mahalaga para sa paglilipat ng data nang pagkakasunud -sunod sa rehistro ng shift.
- Q7 '(PIN 8) hanggang Q0-Q7 (PIN 9-16): Ang mga output pin na ito ay kumakatawan sa core ng kahanay na pagpapalaganap ng data, na binibigkas ang data ng rehistro ng shift mula sa pinakamababang hanggang sa pinakamataas na bit.
3. Logic diagram ng 74HC595
4. Mga aplikasyon ng 74HC595
Ang 74HC595 ay higit sa maraming mga lugar, na nagpapakita ng kakayahang umangkop at kahusayan:
Relay Control: Ang pag -andar ng kahanay na output ay nagbibigay -daan para sa sabay -sabay na kontrol ng maraming mga relay, ang bawat isa ay may kakayahang manipulahin ang isa o higit pang mga de -koryenteng aparato.Pinapayagan nito ang paglikha ng mga dynamic at matatag na mga sistema ng kontrol ng elektrikal.
Digital na pagpapalawak ng output: Sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga output ng output ng microcontroller sa serye ng 74HC595, ang mga output port ay maaaring maginhawa na mapalawak, sa gayon ang pagpapalawak ng kontrol sa iba pang mga aparato.
Display Control: Sa mga senaryo ng control ng LCD, ang 74HC595 na maayos na paglilipat ng data ay nagpapakita ng data sa screen gamit ang serial-to-parallel na conversion, na tinitiyak ang walang tahi na mga pag-update ng teksto, mga imahe, o video.
Music Beat Lights: Ang pagsasama ng mga algorithm ng control control na may 74HC595 ay maaaring lumikha ng mga epekto ng LED na perpektong naka -synchronize sa ritmo ng musika.Ang pagsasanib na ito ay nakakakuha ng kakanyahan ng mga beats ng musika, na binabago ang mga ito sa mapang -akit na mga pagpapakita ng LED ng iba't ibang mga frequency, ningning, at kulay.
5. Gumamit ng mga kaso ng 74HC595
5.1 Pagdidisenyo ng isang multi-digit na LED display gamit ang 74HC595
5.1.1 Paraan ng pagpapakita ng static
Sa lupain ng mga static na pagpapakita, ang bawat linya ng pagpili ng segment ng LED ay masalimuot na konektado sa kahanay na mga output ng 74HC595.Ang scheme ng koneksyon na ito ay nagbibigay -daan sa bawat digit na ipakita nang nakapag -iisa, na may mga pagbabago sa character na direktang pinamamahalaan ng mga output ng indibidwal na 74HC595 chips.
- Parallel Outputs: Ang bawat 74HC595 ay kumokontrol sa isang digit.
- Mga Pagbabago ng Character: Ang display ay maaaring magpakita ng iba't ibang mga character.
- Bagaman ang masinsinang mapagkukunan, na nangangailangan ng N 74HC595 chips at mga linya ng N+3 I/O para sa isang n-digit na LED display, ang pamamaraang ito ay nagtatampok din sa pagiging kumplikado at mga implikasyon ng gastos na nauugnay sa mga display ng multi-digit na LED.
5.1.2 Pamamaraan ng Dynamic Display
Upang gawing simple ang disenyo ng circuit, bawasan ang mga gastos, at i-save ang mga mapagkukunan ng system para sa mga multi-digit na mga pagpapakita ng LED, isang pinag-isang diskarte ang pinagtibay.Dito, ang mga code ng segment ng lahat ng mga numero ay magkatulad at pinamamahalaan ng isang solong 74HC595 chip.
- Pinag -isang Kontrol: Ang isang solong 74HC595 ay kumokontrol sa lahat ng mga segment ng digit.
- Paraan ng pag -scan: Ang mga character ay ipinapakita nang sunud -sunod sa mga LED.
- Gamit ang teknolohiya ng pag -scan, isang character na LED lamang ang ipinapakita sa anumang naibigay na sandali, pagbibisikleta sa bawat digit upang maipakita ang mga inilaang character.Ang pag -andar ng latch ng 74HC595 ay nag -aalis ng pangangailangan para sa karagdagang mga pagkaantala, pinadali ang isang pagtitiyaga ng epekto ng paningin nang hindi sinasakripisyo ang bilis ng pagpapatakbo.
5.2 Disenyo ng Circuit ng LED Drive Gamit ang 74HC595 chip
Ang 74HC595 chip ay isang miyembro ng 74 serye, na kilala sa mabilis na operasyon, mababang pagkonsumo ng kuryente, at kadalian ng paggamit.Nagsisilbi itong isang epektibong tulay sa pagitan ng mga microcontroller at mga pagpapakita ng LED, na nag -aalok ng maraming mga pakinabang.
5.2.1 LED display
Ang mga pagpapakita ng LED, lalo na ang pitong-segment na mga LED na nagpapakita, ay pinapaboran para sa kanilang pagiging epektibo, mababang pagkonsumo ng kuryente, at pagiging maaasahan.Habang magagamit ang mga dedikadong driver na mayaman na LED, ang kanilang mas mataas na gastos ay ginagawang 74HC595 isang ginustong pagpipilian para sa mga kamalayan at pinasimple na mga sistema.
Mga kalamangan ng paggamit ng 74HC595: Mabilis na bilis, mababang pagkonsumo ng kuryente, na may kakayahang magmaneho ng iba't ibang bilang ng mga LED.
Ang kakayahang umangkop at kahusayan ng kapangyarihan: Ang 74HC595 ay nagbibigay-daan sa madaling kontrol ng ilaw at pag-save ng enerhiya, na angkop para sa parehong karaniwang mga anode at karaniwang mga display ng katod.
Ang kakayahang umangkop at kahusayan ng kapangyarihan: Ang 74HC595 ay nagbibigay-daan sa madaling kontrol ng ilaw at pag-save ng enerhiya, na angkop para sa parehong karaniwang mga anode at karaniwang mga display ng katod.
5.2.2 Disenyo gamit ang 74HC595 chIP
Ang pag -setup na ito ay inilalarawan sa pamamagitan ng isang disenyo ng interface na may AT89C2051 microcontroller at ang 74HC595, na nagpapakita ng isang display ng boltahe gamit ang tatlong digital na tubo, na binibigyang diin ang kahalagahan ng maayos na pagtatanghal ng data at nababagay na ningning.
Control Pins (P115, P116, P117): Pamahalaan ang ningning at pagkakasunud -sunod ng mga LED na nagpapakita.
6. Pagpapahusay ng kakayahan sa pagmamaneho ng 74HC595
Mga buffer o driver: Ang paggamit ng mga buffer tulad ng 74LS244 (unidirectional) o 74LS245 (bidirectional) ay maaaring mapahusay ang lakas at katatagan ng pagmamaneho ng signal.
Ang naaangkop na supply ng kuryente: Ang pagtiyak na ang supply ng kuryente ay nasa loob ng inirekumendang saklaw ng boltahe at may sapat na kapangyarihan upang matugunan ang mga kinakailangan sa pag -load ay mahalaga para sa pinakamainam na pagganap.
Mga panlabas na circuit ng drive: Para sa mga naglo -load na lumampas sa direktang kakayahan ng output ng 74HC595, ang mga panlabas na drive circuit gamit ang mga transistor, fets, o dedikadong driver chips ay maaaring palakasin ang signal ng output.
Mga pagsasaalang -alang sa layout ng PCB: Ang pag -minimize ng paglaban at inductance sa mga bakas ng PCB ay maaaring mapabuti ang kahusayan ng paghahatid ng signal habang iniiwasan ang labis na ingay at pagkagambala upang mapanatili ang kalidad ng signal.
Ang angkop na mga resistors ng pag -load: Ang pagpili ng mga resistors ng pag -load batay
Sa mga katangian ng aparato ng pag -load ay maaaring maiwasan ang labis na mga sitwasyon na maaaring makapinsala sa 74HC595 chip.
Parallel Output Configuration: Para sa mga application na nangangailangan ng isang malaking bilang ng mga aparato na may katulad na mga kinakailangan sa pagmamaneho, na kahanay ng mga output ng maraming 74hc595 chips ay maaaring mapahusay ang pangkalahatang kakayahan sa pagmamaneho, na ibinigay ang pinagsamang kasalukuyang ay hindi lalampas sa maximum na limitasyon ng output ng chip.
Madalas na nagtanong
1. Ang 74HC595 ba ay isang microcontroller?
Ang 74HC595 ay isang rehistro ng shift na nagpapatakbo sa isang serial sa kahanay na protocol.Tumatanggap ito ng data na serially mula sa isang microcontroller at pagkatapos ay ipinapadala ang data na iyon sa pamamagitan ng kahanay na mga pin.
2. Ano ang pag -andar ng 74HC595?
Ang 74HC595 ay isang high-speed na aparato ng CMOS.Ang walong-bit shift rehistro ay tumatanggap ng data mula sa serial input (DS) sa bawat positibong paglipat ng Shift Register Clock (SHCP).Kapag nakatakda sa mababa, ang pag -reset ng function ay nagtatakda ng lahat ng mga halaga ng rehistro ng rehistro sa zero nang nakapag -iisa sa lahat ng mga orasan.
3. Gaano karaming kasalukuyang maaaring makatiis ang 74HC595?
Ang datasheet para sa 74HC595 ay nagsasaad na ang bawat output ay maaaring magbigay ng hindi bababa sa 35mA ng kasalukuyang, dahil ito ang maximum na pinapayagan na output kasalukuyang.Malinaw na lumampas ito sa 25mA na pinapayagan ng µC.Ang isa pang limitasyon ay ang kabuuang halaga ng kasalukuyang ibinigay ng 74HC595 ay hindi dapat lumampas sa 70mA.
4. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng MAX7219 at 74HC595?
Ang 74HC595 ay isang rehistro ng shift, habang ang MAX7219 ay isang maraming driver ng display.Kaya, hindi nila ginagawa ang parehong bagay.Kung gumagamit ng isang multiplexed na display, ang MAX7219 ay magiging (mas) madaling gamitin gamit ang PICAXE, dahil ang gawain ng pagpaparami ng display ay ginagawa ng MAX7219 at hindi ang PICAXE, ngunit mas mahal ito.