Galīgais ceļvedis 74HC595: Efektīva 8 bitu maiņu reģistra mikroshēma
2024-04-19 4050

Shift reģistrs ir ierīce, kas bināro datu glabāšanai un pārsūtīšanai izmanto secīgu loģiku.Tā ir divvirzienu shēma, kas pārvieto katru datu bitu no ievades uz izvadi uz katra pulksteņa impulsa.Pašlaik ir dažādi maiņu reģistra modeļi, starp kuriem 74HC595 ir šāds sērijveida paralēlu izejas maiņas reģistrs.Tās funkcija ir konvertēt seriālos signālus paralēlos signālos, un to parasti izmanto draiveru mikroshēmās dažādām digitālām caurulēm un punktu matricas ekrāniem.Šis raksts iepazīstinās ar savu īpašo informāciju attiecībā uz tapām un lietojumprogrammām.

74HC595 ir 8 bitu seriālā ieeja, paralēlas izejas maiņas reģistrs, un tā paralēlā izeja ir trīs stāvokļu izeja.Uz pieaugošās SCK malas (sērijveida pulkstenis) seriālie dati tiek ievadīti iekšējā 8 bitu maiņu reģistrā, izmantojot SDL (seriālo datu ievade) un izvadi no Q7 '(augstākā bitu seriālo datu izvade) termināli.Paralēlā izeja notiek uz LCK (aizbīdņa vadības) pieaugošās malas.Šajā laikā dati 8 bitu maiņu reģistrā tiek ieslēgti 8 bitu paralēlās izvades reģistrā.Kad OE (izejas iespējot) vadības signāls ir zems (iespējot stāvokli), paralēlās izejas termināļa izejas vērtība ir vienāda ar paralēlās izejas reģistrā saglabāto vērtību.

- Sn74hc595mpwrep

74HC595 kopumā ir 16 tapas.Konkrētā PIN diagramma un tās funkcijas ir šādas.

Ser tapa ir 74HC595 seriālo datu ievades tapa.Dati var tikt ievadīti mikroshēmā, izmantojot šo tapu.Strādājot, mēs vispirms ievadām seriālo datus uz šo tapu un pēc tam caur pulksteņa tapu, lai panāktu paralēlu datu pārraidi, ar ieejas datiem maiņu reģistra bits.

RCLK tapa ir 74HC595 reģistra pulksteņa ieejas tapa.Kad visi ievades dati tiek pārvietoti uz maiņu reģistru, mēs pielāgojam RCLK tapas līmeņa izmaiņas, lai vienlaikus mainītu datus maiņu reģistrā izvades reģistrā.Šīs tapas funkcija ir kontrolēt datu glabāšanas darbību.

SRCLK tapa ir 74HC595 maiņu reģistra pulksteņa ieejas tapa.Darbības maiņas laikā mēs mainām ievades datus maiņu reģistrā, kontrolējot SRCLK tapas līmeņa maiņu.Šīs tapas funkcija ir kontrolēt maiņas operācijas pulksteņa signālu.

OE tapa ir 74HC595 izejas iespējošanas tapa.Kontrolējot šīs tapas līmeni, mēs varam iespējot vai atspējot izejas tapu.Kad OE tapa ir augsta, izvades tapa ir atspējota un ievades dati netiek nodoti.Kad OE tapa ir zema, izvades tapa izvadīs ievades datus.

DS tapa ir 74HC595 divvirzienu seriālo datu ievades tapa.Atšķirībā no 1. tapas (SER), DS tapu var kontrolēt ar ārēju ķēdi, lai ieviestu divvirzienu komunikāciju.Šī PIN pārslēdzas starp sērijas ievades režīmu un paralēlo izvades režīmu.

ST_CP tapa ir 74HC595 izejas uzglabāšanas flip-flop pulksteņa ieejas tapa.Kad izvades krātuves mainās flip-flop pulksteņa signāls, izvades atmiņas dati tiks saglabāti izejas tapā, pamatojoties uz pašreizējo ieeju.Šīs tapas funkcija ir kontrolēt datu glabāšanas darbību.

SH_CP tapa ir 74HC595 maiņu reģistra pulksteņa ieejas tapa.Mainoties maiņas reģistra pulksteņa signālam, ievades dati tiks pārvietoti uz maiņas reģistra bitu.Šīs tapas funkcija ir kontrolēt maiņas operācijas pulksteņa signālu.

Q7 'tapa ir 8. bitu (augstākā bitu) izejas tapa 74HC595, ko izmanto, lai izvadītu 8. bitu datus maiņu reģistrā.Šīs tapas līmeņa stāvokli nosaka ievades dati un dati Shift reģistrā.

Q0 līdz Q7 tapas ir 8 74HC595 izejas tapas (ieskaitot Q0 līdz Q7), kuras izmanto, lai izvadītu datus no zemākā bitu līdz augstākajam bitu maiņu reģistrā.Katra tapa atbilst nedaudz datu izvades.Izmantojot šos tapas, maiņu reģistrā datus paralēli var izvadīt uz ārēju ķēdi.

74HC595 bieži izmanto šādās vietās.

74HC595 paralēlās izejas raksturlielumi padara to spējīgu vienlaikus vadīt vairākus relejus, un katrs relejs var kontrolēt vienu vai vairākas elektriskās ierīces.Tāpēc, izmantojot racionālu shēmas dizainu un programmēšanu, mēs varam izveidot elastīgu un jaudīgu elektriskās vadības sistēmu.

Pievienojot mikrokontrollera izejas tapas ar 74HC595 sērijveida ieejas tapām, mēs varam realizēt izvades porta paplašināšanas funkciju, tādējādi nodrošinot vairāk kontrolējamas izejas tapas.Tādā veidā mēs varam izmantot 74HC595 paralēlās izvades funkcijas priekšrocības, lai paplašinātu mikrokontrollera ierobežotos izejas portus līdz lielākiem vadības punktiem, precīzi kontrolējot vairākas ierīces vai komponentus.

LCD displeja kontroles scenārijā 74HC595 spēj izmantot savu seriālo ieeju un paralēlos izejas raksturlielumus, lai no mikrokontrollera nosūtīta displeja dati, kas nosūtīti uz tā iekšējiem reģistriem pa vienam.Pēc tam tas izvada šos datus paralēli LCD vadītāja ķēdei, izmantojot aizbīdņa darbību.Tādā veidā mēs varam dinamiski atjaunināt LCD displeja saturu neatkarīgi no tā, vai tas ir teksts, attēli vai video, vienmērīgi.

Kad mēs apvienojam Beat vadības algoritmu ar 74HC595 maiņu reģistru, mēs varam gudri radīt LED gaismas efektu, kas ir lieliski sinhronizēts ar mūzikas ritmu.Beat vadības algoritms kā kodols ir atbildīgs par precīzu mūzikas ritmisko izmaiņu uztveršanu un atbilstošo vadības signālu ģenerēšanu.Šie signāli nav tikai vienkāršas komutācijas komandas, tie var saturēt mirgojošo gaismas diožu frekvenci, spilgtumu un krāsu maiņu.74HC595 var ērti kontrolēt vairāku gaismas diožu ieslēgšanas/izslēgšanas stāvokli, izmantojot tās sērijveida ieeju un paralēlās izejas īpašības.

Katra LED displeja segmenta atlases līnija ir savienota ar 74HC595 paralēlo izvadi, lai katru bitu varētu parādīt neatkarīgi (sk. Attēlu zemāk).Tajā pašā laikā, tā kā katra bitu displeju kontrolē neatkarīgs 74HC595 paralēlais izvades ports, tā segmenta atlases kods tiek kontrolēts, tāpēc parādītās rakstzīmes var būt atšķirīgas.Tomēr N-BIT LED displeja prasībām mums ir vajadzīgas N 74HC595 mikroshēmas un N+3 I/O līnijas.Tas prasa vairāk resursu, un izmaksas ir salīdzinoši augstas.Šāds dizains acīmredzami nav izdevīgs daudzciparu LED displejiem, jo tas palielina sistēmas sarežģītību un izmaksu slogu.

Vairāku bitu LED displeja lietojumprogrammās, lai vienkāršotu ķēdi, samazinātu izmaksas un saglabātu sistēmas resursus, mēs paralēli varam savienot visas n-bitu segmenta koda atlases un kontrolēt tos ar 74HC595 (skatīt zemāk redzamo attēlu).Tā kā visu gaismas diožu segmenta atlases kodus vienmērīgi kontrolē šī 74HC595 paralēlā izejas ports, jebkurā laikā N-bit gaismas diodes parādīs tās pašas rakstzīmes.Ja mēs vēlamies, lai katra lika parādīt dažādas rakstzīmes, mums vajadzētu izmantot skenēšanas metodi.Tas nozīmē, ka jebkurā noteiktā laikā mums ir tikai viena no gaismas diodes, kas parāda rakstzīmes.Noteiktā brīdī 74HC595 paralēlās izejas ports izvadīs atbilstošās rakstzīmes segmenta atlases kodu.Tajā pašā laikā bitu atlases vadības I/O ports nosūtīs strobe līmeni uz displeja bitu, lai pārliecinātos, ka atbilstošā rakstzīme tiek parādīta pareizi.Šis process tiks veikts pēc kārtas, lai katra gaismas diode parādītu rakstzīmi, kurai vajadzētu parādīt vienlaikus.Ir vērts atzīmēt, ka, tā kā 74HC595 ir aizbīdņa funkcija un sērijveida ievades segmenta koda atlasei ir nepieciešams noteikts laiks, faktiskā darbībā mums nav nepieciešama papildu kavēšanās, lai veidotu vizuālās noturības efektu.

74HC595 mikroshēma ir 74 sērijas loceklis.Tam ir ātra ātruma, maza enerģijas patēriņa un vienkāršas darbības raksturlielumi.To var viegli izmantot kā mikrokontrollera interfeisu gaismas diožu vadīšanai.

Septiņu segmentu gaismas diožu displeji, kas pazīstami arī kā LED displeji, ir plaši izmantoti dažāda veida instrumentos, ņemot vērā to zemo cenu, zemo enerģijas patēriņu un uzticamu veiktspēju.Pašreizējā tirgū ir daudz speciālu LED autovadītāju veidu.Lai arī vairums no tām ir bagāti ar funkcijām, to cenas ir attiecīgi augstas.Tāpēc šo diskdziņu izmantošana zemu izmaksu un vienkāršās sistēmās ne tikai izšķiež resursus, bet arī palielina produkta izmaksas.Izmantojot 74HC595, lai vadītu gaismas diodes, ir daudz priekšrocību.Pirmkārt, tā braukšanas ātrums ir ātrs, un enerģijas patēriņš ir salīdzinoši zems.Otrkārt, 74HC595 var elastīgi virzīt dažādu gaismas diožu skaitu neatkarīgi no tā, vai tas ir parasts katoda LED displejs vai kopīgs anoda gaismas diodes displejs, tas var to viegli apstrādāt.Turklāt, izmantojot programmatūras vadību, mēs varam viegli pielāgot gaismas diodes spilgtumu un, kad tas ir nepieciešams, pat izslēdziet displeju (dati joprojām tiek saglabāti), vēl vairāk samazinot enerģijas patēriņu un pamodinot displeju jebkurā laikā, kad nepieciešams.Ķēdē, kas paredzēta, izmantojot 74HC595, ir ne tikai vienkārša programmatūra un aparatūras dizains, zems enerģijas patēriņš, spēcīga braukšanas spēja, bet arī mazāk I/O līniju.Tāpēc tas ir kļuvis par zemu izmaksu un elastīgu dizaina risinājumu, īpaši piemērots scenārijiem, kuriem ir stingras prasības par izmaksām un resursiem.

Zemāk redzamais attēls ir displeja paneļa shēma, kas izstrādāta, izmantojot AT89C2051 un 74HC595 interfeisu.

LED displeja kontrolei tiek izmantoti P1 porta p115, p116 un p117.Tie ir saistīti ar attiecīgi SLCK, SCLK un SDA tapām.Sprieguma vērtības parādīšanai tiek izmantotas trīs digitālās caurules.Lai parādītu sprieguma vērtību, ķēdes platē ir uzstādītas trīs digitālās caurules.Starp tiem LED3 atrodas kreisajā pusē, un LED1 atrodas galēji labajā pusē.Sūtot datus, mēs vispirms nosūtām LED3 displeja kodu un beidzot nosūtām LED1 displeja kodu.LED spilgtumu kontrolē, pielāgojot pretestību no PR1 līdz PR3.Šis dizains ne tikai nodrošina datu parādīšanas kārtību, bet arī ļauj elastīgi pielāgot spilgtumu.

Pievienojot buferus vai vadītājus 74HC595 izvadei, piemēram, 74LS244 (vienvirziena) vai 74LS245 (divvirzienu) un citas kopnes vadītāja mikroshēmas, var uzlabot signāla braukšanas spēju un uzlabot signāla stabilitāti.

Lūdzu, pārliecinieties, vai 74HC595 barošanas spriegums ir norādītajā diapazonā, un tā jauda ir pietiekami spēcīga, lai apmierinātu nepieciešamās slodzes braukšanas pieprasījumu.Ja barošanas avota spriegums nav pietiekams, tas var izraisīt izejas signāla amplitūdu, kas savukārt ietekmē tā braukšanas spēju un tādējādi nevar efektīvi vadīt slodzi.

Ja 74HC595 izvade nav pietiekama, lai tieši vadītu vēlamo slodzi, mēs varam pievienot ārēju draivera ķēdi, piemēram, tranzistoru izmantošanu, lauka efekta caurules (FET) vai īpašas draivera mikroshēmas, lai pastiprinātu izejas signālu 74HC595.

PCB elektroinstalācijā mums jācenšas samazināt elektroinstalācijas pretestību un induktivitāti, lai uzlabotu signāla pārraides efektivitāti.Turklāt, lūdzu, izvairieties no pārāk daudz traucējumu un trokšņa ģenerēšanas elektroinstalācijā, lai neietekmētu izejas signāla kvalitāti 74HC595.

Mums jāizvēlas atbilstoša slodzes pretestība atbilstoši slodzes ierīces īpašībām.Ja slodzes pretestība ir pārāk maza, tā izraisīs pārmērīgu strāvu un var sabojāt 74HC595 mikroshēmu.Un otrādi, ja slodzes rezistors ir pārāk liels, tas, iespējams, nespēj iegūt pietiekamu izejas signāla amplitūdu.

Ja ir jābrauc vairāk ierīču un šo ierīču braukšanas prasības ir līdzīgas, mēs varam apsvērt vairāku 74 hc595 izvadu paralēli, lai uzlabotu kopējo braukšanas spēju.Tomēr pirms paralēlas pārliecinieties, ka šo ierīču braukšanas prasības ir saderīgas, un kopējā strāva pēc paralēles nedrīkst pārsniegt maksimālo izejas strāvas robežu 74HC595, lai neizdarītu mikroshēmas bojājumus vai neietekmētu braukšanas efektu.

74HC595 ir maiņu reģistrs, kas paralēli iziet uz protokolu.Tas saņem datus seriāli no mikrokontrollera un pēc tam izsūta šos datus caur paralēlām tapām.

74HC595 ir ātrgaitas CMOS ierīce.Astoņu bitu maiņu reģistrs akcentē datus no seriālās ieejas (DS) par katru pozitīvo maiņas reģistra pulksteņa (SHCP) pozitīvo pāreju.Ja tiek apgalvots, ka atiestatīšanas funkcija nosaka visas maiņas reģistra vērtības uz nulli un ir neatkarīga no visiem pulksteņiem.

74HC595 datu lapā teikts, ka katra izvade var piegādāt vismaz 35 mA, jo tā ir atļautā maksimālā izejas strāva.Tas nepārprotami ir vairāk nekā atļauts 25 mA µC.Pastāv vēl viena robeža: 74HC595 kopumā nedrīkst nodrošināt vairāk par 70 mm.

74HC595 ir maiņu reģistrs, un MAX7219 ir multipleksēts displeja draiveris.Tāpēc viņi abi nedara to pašu.Max7219 būtu (daudz) vieglāk lietojams ar picaxe, ja displejus multipleksē kā to multipleksēšanas uzdevumu veic MAX7219, nevis picaxe, bet tas ir dārgāks.