74HC595: Komplexní průvodce vysoce účinnými 8bitovými čipy směnného registru
Registry Shift jsou zařízení, která používají sekvenční logiku k ukládání a přenosu binárních dat.Jsou to obousměrné obvody, které přesouvají každý kousek dat ze vstupu na výstup s každým hodinovým pulsem.V současné době existují různé modely registrů směn, mezi nimiž je 74HC595 takovým sériovým až paralelním výstupním směnným registrem.Jeho funkcí je převádět sériové signály na paralelní signály, běžně používané při řízení čipů pro různé digitální trubice a dot maticové obrazovky.Tento článek představí své konkrétní informace z aspektů konfigurace a aplikace PIN.Katalog
1. Přehled 74HC595
2. Konfigurace a funkce pinů
3. Logický diagram 74HC595
4. Aplikace 74HC595
5. Případy použití 74HC595
6. Posílení řízení jízdy 74HC595
1. Přehled 74HC595
74HC595 je 8bitový posun, který kombinuje sériový vstup s paralelním výstupem a nabízí jedinečné možnosti výstupu tří států.Tato komplexní komponenta pracuje přijímáním sériových dat prostřednictvím vstupu sériových dat (SDI) na stoupající hraně sériových hodin (SCK).Interní 8bitový posunový registr zpracovává data a postupně vystupuje z terminálu Q7-nejvyšší bod výstupu sériových dat.
- Sériové hodiny (SCK): Spuštěno na rostoucí hraně
- Vstup sériových dat (SDI): Přijímá 8bitová data
- Terminál Q7 ': Výstup nejvyššího bitu sériových dat
- Převod na paralelní výstup se odvíjí na stoupající hraně ovládacího prvku západky (LCK).V tuto chvíli jsou data v 8bitovém registru směny uzamčena do 8bitového paralelního výstupního registru.Hodnoty vystavené paralelními výstupy jsou stejné jako hodnoty, které jsou v nich uloženy, v závislosti na signálu Enable (OE) je nízký (povolen).
- Kontrola západky (LCK): aktivováno na rostoucí hraně
- Output Enable (OE): Aktivováno, když je nízká
Alternativy a ekvivalentní možnosti
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. Konfigurace a funkce pinů
74HC595 má 16 kolíků, jejichž rozvržení prokazuje jeho všestrannost:
- SER (PIN 1): Brána pro sériová data, SER PIN, pomáhá při přenosu bit-po bitu do čipu.Iniciuje přenos dat paralelně, jeden hodinový puls najednou.
- RCLK (PIN 2): RCLK, která působí jako vstup hodin registru, dohlíží na pohyb dat z registru směny do výstupního registru a zajišťuje synchronizované ukládání dat.
- SRCLK (PIN 3): Tento vstupní kolík s hodinami řazení koordinuje směnné operace a správu tempo přeměny dat.
- OE (PIN 4): Výstup povolte vstup označuje přenos dat přes výstupní kolíky, přepínání mezi stavy povolených a deaktivovaných prostřednictvím jeho úrovně napětí.
- DS (PIN 5): Obousměrná vstup sériových dat, DS poskytuje alternativní bod zadávání dat, což zvyšuje flexibilitu komunikace.
- ST_CP (PIN 6): Výstupní úložiště Spouštěcí hodiny vstupu řídí načasování ukládání dat ve výstupních kolících, což odráží změny signálu spuštěných hodin obchodu.
- SH_CP (PIN 7): Řídí vstup hodinového vstupu registru SHIFT, SH_CP je zásadní pro migraci dat po sekvenci do registru Shift.
- Q7 '(PIN 8) do Q0-Q7 (PINS 9-16): Tyto výstupní kolíky představují jádro paralelního šíření dat, které odrážejí data registru směny z nejnižšího na nejvyšší bit.
3. Logický diagram 74HC595
4. Aplikace 74HC595
74HC595 vyniká ve více oblastech a představuje jeho přizpůsobivost a účinnost:
Řízení relé: Jeho funkčnost paralelního výstupu umožňuje simultánní ovládání více relé, z nichž každá je schopna manipulovat s jedním nebo více elektrickými zařízeními.To umožňuje vytváření dynamických a robustních systémů elektrického řízení.
Rozšíření digitálního výstupu: Připojením výstupních kolíků mikrokontroléru k sériovému vstupu 74HC595 lze výstupní porty pohodlně rozšířit, čímž se rozšíří kontrolu nad ostatními zařízeními.
Řízení zobrazení: Ve scénářích ovládání LCD se 74HC595 hladce přenáší data na obrazovku pomocí své sériové k paralelní konverzi, což zajišťuje bezproblémové aktualizace textu, obrázků nebo videa.
Hudební beat Lights: Integrace algoritmů kontroly rytmu s 74HC595 může vytvořit efekty LED dokonale synchronizované s hudebním rytmem.Tato fúze zachycuje podstatu hudebních rytmů a přeměňuje je na podmanivé LED displeje různých frekvencí, jasu a barev.
5. Případy použití 74HC595
5.1 Navrhování vícemístného displeje LED pomocí 74HC595
5.1.1 Metoda statického zobrazení
V oblasti statických displejů je každá linka výběru segmentu LED složitě připojena k paralelním výstupům 74HC595.Toto schéma připojení umožňuje každé číslici nezávisle zobrazovat se, přičemž změny znaků jsou přímo spravovány výstupy jednotlivých čipů 74HC595.
- Paralelní výstupy: Každý 74HC595 ovládá číslici.
- Změny znaků: Displej může zobrazit různé znaky.
- Ačkoli pro N 74HC595 čipy N 74HC595 a N+3 I/O linky pro N 74HC595 pro N-digity LED displej, tato metoda také zdůrazňuje složitost a důsledky nákladů spojené s vícemístnými displeji LED.
5.1.2 Metoda dynamického zobrazení
Pro zjednodušení návrhu obvodů, snížení nákladů a uložení systémových zdrojů pro vícemístné LED displeje je přijat sjednocený přístup.Zde jsou segmentové kódy všech číslic paralely a spravovány jediným čipem 74HC595.
- Unified Control: Jeden 74HC595 ovládá všechny číslicové segmenty.
- Metoda skenování: znaky se zobrazují postupně na LED.
- Pomocí technologie skenování se v kterémkoli daném okamžiku zobrazí pouze jeden LED znak, projíždí každou číslicí pro prezentaci zamýšlených znaků.Funkce západky 74HC595 eliminuje potřebu dalších zpoždění, což usnadňuje přetrvávání efektu vidění bez obětování provozní rychlosti.
5.2 Návrh LED pohonného obvodu pomocí čipu 74HC595
Chip 74HC595 je členem řady 74, známý pro rychlý provoz, nízkou spotřebu energie a snadné použití.Slouží jako účinný most mezi mikrokontroléry a LED displeji a nabízí mnoho výhod.
5.2.1 LED displeje
LED displeje, zejména displeje LED segmentu, jsou upřednostňovány pro jejich nákladovou efektivitu, nízkou spotřebu energie a spolehlivost.Zatímco jsou k dispozici vyhrazené ovladače LED bohaté na funkce, jejich vyšší náklady dělají 74HC595 preferovanou volbou pro rozpočtové a zjednodušené systémy.
Výhody použití 74HC595: Rychlá rychlost, nízká spotřeba energie, schopná řídit různé počty LED.
Flexibilita a energetická účinnost: 74HC595 umožňuje snadné ovládání jasu a energeticky úsporné operace, vhodné jak pro běžné anody, tak pro běžné displeje katody.
Flexibilita a energetická účinnost: 74HC595 umožňuje snadné ovládání jasu a energeticky úsporné operace, vhodné jak pro běžné anody, tak pro běžné displeje katody.
5.2.2 Design pomocí 74HC595 CHip
Toto nastavení je ilustrováno prostřednictvím návrhu rozhraní s mikrokontrolérem AT89C2051 a 74HC595, které ukazuje displej napětí pomocí tří digitálních trubek, což zdůrazňuje důležitost řádného prezentace dat a nastavitelného jasu.
Řídicí kolíky (P115, P116, P117): Spravujte jas a sekvenci LED displejů.
6. Posílení řízení jízdy 74HC595
Pufry nebo ovladače: Použití vyrovnávacích pamětí jako 74LS244 (jednosměrné) nebo 74LS245 (obousměrné) může zvýšit sílu a stabilitu signálu.
Vhodné napájení: Zajištění napájení je v rámci doporučeného rozsahu napětí a má dostatečný výkon pro splnění požadavků na zatížení je zásadní pro optimální výkon.
Externí pohonné obvody: Pro zatížení přesahující přímý výstupní schopnost 74HC595 mohou obvody externího pohonu pomocí tranzistorů, FET nebo vyhrazených čipů ovladače zesílit výstupní signál.
Úvahy o rozvržení PCB: Minimalizace odporu a indukčnost ve stopách PCB může zlepšit účinnost přenosu signálu a zároveň se vyhnout nadměrnému šumu a rušení k udržení kvality signálu.
Vhodné odpory zatížení: Výběr založených zatížení založených
Na charakteristikách zatížení může zabránit nadproudovým situacím, které by mohly poškodit čip 74HC595.
Konfigurace paralelního výstupu: U aplikací vyžadujících velký počet zařízení s podobnými požadavky na jízdu může paralelní výstupy více čipů 74HC595 zvýšit celkovou schopnost jízdy za předpokladu, že kombinovaný proud nepřesahuje maximální výstupní limit čipu.
Často kladené otázky
1. Je 74HC595 mikrokontrolér?
74HC595 je registr směny pracující na sériovém protokolu paralelně.Přijímá data sériově z mikrokontroléru a poté tato data odešle pomocí paralelních kolíků.
2. Jaká je funkce 74HC595?
74HC595 je vysokorychlostní zařízení CMOS.Osmibitový registr směny přijímá data ze sériového vstupu (DS) s každým pozitivním přechodem hodin směnného registru (SHCP).Když je nastavena na nízká, funkce resetu nastaví všechny hodnoty registru řazení na nulu nezávisle na všech hodinách.
3. Kolik proudu může 74HC595 odolat?
Datový list pro 74HC595 uvádí, že každý výstup může poskytnout alespoň 35 mA proudu, protože se jedná o maximální povolený výstupní proud.To jasně přesahuje 25 mA povoleno µC.Dalším omezením je celkové množství proudu poskytovaného 74HC595 by nemělo překročit 70 mA.
4. Jaký je rozdíl mezi MAX7219 a 74HC595?
74HC595 je registr směny, zatímco max7219 je multiplexovaný displej ovladač.Nedělají tedy to samé.Pokud by používání multiplexovaného displeje bylo (více) snadno použitelné s Picaxe, protože úkol multiplexování displeje provádí Max7219 a ne Picaxe, ale je dražší.