AccueilBlog74HC595: Un guide complet pour les puces de registre de quart à 8 bits à haute efficacité
74HC595: Un guide complet pour les puces de registre de quart à 8 bits à haute efficacité
Les registres shift sont des appareils qui utilisent la logique séquentielle pour stocker et transmettre des données binaires.Ce sont des circuits bidirectionnels qui déplacent chaque bit de données de l'entrée à la sortie avec chaque impulsion d'horloge.Actuellement, il existe différents modèles de registres de décalage, parmi lesquels le 74HC595 est un registre de décalage de sortie série à parallèle.Sa fonction est de convertir les signaux série en signaux parallèles, couramment utilisés dans les puces de conduite pour divers tubes numériques et écrans de matrice de points.Cet article présentera ses informations spécifiques des aspects de la configuration et de l'application des PIN.Catalogue
1. Aperçu de 74HC595
2. Configuration et fonctions des broches
3. Diagramme logique de 74HC595
4. Applications de 74HC595
5. Cas d'utilisation de 74HC595
6. Améliorer la capacité de conduite du 74HC595
1. Aperçu de 74HC595
Le 74HC595 est un registre de décalage 8 bits qui combine l'entrée série avec une sortie parallèle, offrant des options de sortie à trois états uniques.Ce composant complexe fonctionne en recevant des données série via son entrée de données série (SDI) sur le bord montant de l'horloge série (SCK).Le registre interne 8 bits Shift traite les données, en sortie séquentiellement du terminal Q7 '- le point le plus élevé de la sortie de données série.
- Horloge série (SCK): déclenché sur le bord montant
- Entrée de données série (SDI): reçoit des données 8 bits
- Terminal Q7: sortie de données série les plus élevés
- La conversion en sortie parallèle se déroule sur le bord montant du contrôle du verrou (LCK).C'est à ce moment que les données du registre de décalage 8 bits sont verrouillées dans le registre de sortie parallèle 8 bits.Les valeurs exposées par les sorties parallèles sont les mêmes que celles qui y sont stockées, en fonction du signal d'activation de sortie (OE) étant faible (activé).
- Contrôle du verrou (LCK): activé sur le bord montant
- Output Active (OE): activé lorsqu'il est bas
Alternatives et options équivalentes
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. Configuration et fonctions des broches
Le 74HC595 a 16 broches, dont la disposition prouve sa polyvalence:
- SER (broche 1): La passerelle pour les données série, SER PIN, aide à la transmission bit-by bit dans la puce.Il initie le transfert de données en parallèle, une impulsion d'horloge à la fois.
- RCLK (broche 2): Agissant comme entrée d'horloge du registre, RCLK supervise le mouvement des données du registre de décalage vers le registre de sortie, assurant le stockage de données synchronisé.
- SRCLK (broche 3): Cette broche d'entrée d'horloge du registre de décalage coordonne les opérations de changement de vitesse, gérant le rythme de la conversion des données.
- OE (broche 4): l'entrée d'activation de sortie indique le transfert de données via des broches de sortie, commutant entre les états activés et désactivés via son niveau de tension.
- DS (broche 5): une entrée de données série bidirectionnelle, DS fournit un autre point de saisie de données, améliorant la flexibilité de la communication.
- ST_CP (broche 6): Sortie du magasin de magasin Contrôle l'entrée de l'horloge du magasin Contrôle la synchronisation du stockage de données dans les broches de sortie, reflétant les modifications du signal d'horloge de déclenchement du magasin.
- SH_CP (broche 7): contrôle l'entrée d'horloge du registre de décalage, SH_CP est crucial pour migrer les données en séquence vers le registre de décalage.
- Q7 '(broche 8) à Q0-Q7 (broches 9-16): ces broches de sortie représentent le cœur de la propagation des données parallèles, faisant écho aux données du registre de décalage du bit le plus bas au plus élevé.
3. Diagramme logique de 74HC595
4. Applications de 74HC595
Le 74HC595 excelle dans plusieurs domaines, présentant son adaptabilité et son efficacité:
Contrôle du relais: sa fonctionnalité de sortie parallèle permet un contrôle simultané de plusieurs relais, chacun capable de manipuler un ou plusieurs dispositifs électriques.Cela permet la création de systèmes de contrôle électrique dynamiques et robustes.
Extension de sortie numérique: En connectant les broches de sortie d'un microcontrôleur à l'entrée série du 74HC595, les ports de sortie peuvent être facilement étendus, étendant ainsi le contrôle sur d'autres périphériques.
Contrôle d'affichage: Dans les scénarios de contrôle LCD, le 74HC595 transfère en douceur des données afficher les données à l'écran en utilisant sa conversion série-parallèle, assurant des mises à jour transparentes de texte, d'images ou de vidéo.
Music Beat Lights: L'intégration des algorithmes de contrôle des battements avec le 74HC595 peut créer des effets LED parfaitement synchronisés avec le rythme musical.Cette fusion capture l'essence des battements musicaux, les transformant en affichages LED captivants de différentes fréquences, luminosité et couleurs.
5. Cas d'utilisation de 74HC595
5.1 Concevoir un affichage LED à plusieurs chiffres à l'aide de 74HC595
5.1.1 Méthode d'affichage statique
Dans le domaine des écrans statiques, chaque ligne de sélection du segment LED est complexement connectée aux sorties parallèles du 74HC595.Ce schéma de connexion permet à chaque chiffre d'afficher indépendamment, avec des changements de caractère directement gérés par les sorties de puces individuelles 74HC595.
- Sorties parallèles: chaque 74HC595 contrôle un chiffre.
- Changements de caractère: L'affichage peut afficher différents caractères.
- Bien que gourmands en ressources, nécessitant des puces N 74HC595 et des lignes d'E / S N + 3 pour un affichage LED à n chiffon, cette méthode met également en évidence la complexité et les implications de coûts associées aux affichages LED à plusieurs chiffres.
5.1.2 Méthode d'affichage dynamique
Pour simplifier la conception du circuit, réduire les coûts et économiser les ressources du système pour les écrans LED à plusieurs chiffres, une approche unifiée est adoptée.Ici, les codes de segment de tous les chiffres sont paralelly et gérés par une seule puce 74HC595.
- Contrôle unifié: un seul 74HC595 contrôle tous les segments de chiffres.
- Méthode de numérisation: les caractères sont affichés séquentiellement sur les LED.
- En utilisant la technologie de numérisation, un seul caractère LED est affiché à un moment donné, en parcourant chaque chiffre pour présenter les caractères prévus.La fonction de verrouillage du 74HC595 élimine le besoin de retards supplémentaires, facilitant un effet de persistance de la vision sans sacrifier la vitesse opérationnelle.
5.2 Conception du circuit de conduite LED Utilisation de la puce 74HC595
La puce 74HC595 est membre de la série 74, connue pour son fonctionnement rapide, sa faible consommation d'énergie et sa facilité d'utilisation.Il sert de pont efficace entre les microcontrôleurs et les écrans LED, offrant de nombreux avantages.
5.2.1 Affichages LED
Les affichages LED, en particulier les écrans LED à sept segments, sont favorisés pour leur rentabilité, leur faible consommation d'énergie et leur fiabilité.Bien que les pilotes LED dédiés riches en fonctionnalités soient disponibles, leur coût plus élevé fait du 74HC595 un choix préféré pour les systèmes soucieux du budget et simplifiés.
Avantages de l'utilisation de 74HC595: vitesse rapide, faible consommation d'énergie, capable de conduire différents nombres de LED.
Flexibilité et efficacité énergétique: le 74HC595 permet un contrôle de luminosité et des opérations d'économie d'énergie faciles, adaptés à la fois pour les affichages communs de l'anode et de la cathode commune.
Flexibilité et efficacité énergétique: le 74HC595 permet un contrôle de luminosité et des opérations d'économie d'énergie faciles, adaptés à la fois pour les affichages communs de l'anode et de la cathode commune.
5.2.2 Conception à l'aide du 74HC595 CHIP
Cette configuration est illustrée par une conception d'interface avec le microcontrôleur AT89C2051 et le 74HC595, présentant un affichage de tension à l'aide de trois tubes numériques, soulignant l'importance de la présentation ordonnée des données et de la luminosité réglable.
Pin de contrôle (p115, p116, p117): gérer la luminosité et la séquence des écrans LED.
6. Améliorer la capacité de conduite du 74HC595
Tampons ou conducteurs: l'utilisation de tampons comme le 74LS244 (unidirectionnel) ou 74LS245 (bidirectionnel) peut améliorer la force et la stabilité de conduite du signal.
Alimentation appropriée: s'assurer que l'alimentation est dans la plage de tension recommandée et a une puissance suffisante pour répondre aux exigences de charge est cruciale pour des performances optimales.
Circuits d'entraînement externes: Pour les charges dépassant la capacité de sortie directe du 74HC595, les circuits de conduite externes à l'aide de transistors, de FET ou de puces de pilote dédiées peuvent amplifier le signal de sortie.
Considérations de disposition des PCB: minimiser la résistance et l'inductance dans les traces de PCB peut améliorer l'efficacité de la transmission du signal tout en évitant le bruit et les interférences excessifs pour maintenir la qualité du signal.
Résistances de charge appropriées: choisir des résistances de chargement basées
Sur les caractéristiques du dispositif de charge, peut empêcher les situations de surintensité qui pourraient endommager la puce 74HC595.
Configuration de sortie parallèle: Pour les applications nécessitant un grand nombre de dispositifs avec des exigences de conduite similaires, la parallèle des sorties de plusieurs puces 74HC595 peut améliorer la capacité de conduite globale, à condition que le courant combiné ne dépasse pas la limite de sortie maximale de la puce.
Questions fréquemment posées
1. Le microcontrôleur 74HC595 est-il un microcontrôleur?
Le 74HC595 est un registre de quart de travail fonctionnant sur une série en protocole parallèle.Il reçoit des données en série à partir d'un microcontrôleur, puis envoie ces données via des broches parallèles.
2. Quelle est la fonction du 74HC595?
Le 74HC595 est un dispositif CMOS à grande vitesse.Le registre de décalage à huit bits accepte les données de l'entrée série (DS) avec chaque transition positive de l'horloge de registre de décalage (SHCP).Lorsqu'il est défini sur Low, la fonction de réinitialisation définit toutes les valeurs de registre de décalage à zéro indépendamment de toutes les horloges.
3. Combien de courant le 74HC595 peut-il résister?
La fiche technique du 74HC595 indique que chaque sortie peut fournir au moins 35 mA de courant, car il s'agit du courant de sortie maximal autorisé.Cela dépasse clairement le 25MA autorisé par µC.Une autre limitation est le montant total du courant fourni par le 74HC595 ne devrait pas dépasser 70 mA.
4. Quelle est la différence entre Max7219 et 74HC595?
Le 74HC595 est un registre shift, tandis que le max7219 est un pilote d'affichage multiplexé.Ainsi, ils ne font pas la même chose.Si vous utilisez un écran multiplexé, le MAX7219 serait (plus) facile à utiliser avec Picaxe, car la tâche de multiplexage de l'écran est effectuée par le Max7219 et non la Picaxe, mais elle est plus chère.