Casablog74HC595: una guida completa ai chip di registro a tuili ad alta efficienza ad alta efficienza
74HC595: una guida completa ai chip di registro a tuili ad alta efficienza ad alta efficienza
I registri del cambio sono dispositivi che utilizzano la logica sequenziale per archiviare e trasmettere dati binari.Sono circuiti bidirezionali che spostano ogni bit di dati dall'input all'output con ogni impulso di clock.Attualmente, ci sono vari modelli di registri a turni, tra cui il 74HC595 è un registro di cambio di uscita da seriale a parallelo.La sua funzione è quella di convertire i segnali seriali in segnali paralleli, comunemente usati nei chip di guida per vari tubi digitali e schermi a matrice DOT.Questo articolo introdurrà le sue informazioni specifiche dagli aspetti della configurazione e dell'applicazione PIN.Catalogare
1. Panoramica di 74HC595
2. Configurazione e funzioni del pin
3. Diagramma logico di 74HC595
4. Applicazioni di 74HC595
5. Casi d'uso di 74HC595
6. Miglioramento della capacità di guida del 74HC595
1. Panoramica di 74HC595
Il 74HC595 è un registro di cambio a 8 bit che combina l'input seriale con output parallelo, offrendo opzioni di output a tre statali uniche.Questo componente complesso opera ricevendo dati seriali attraverso i suoi dati seriali (SDI) sul bordo di salita dell'orologio seriale (SCK).Il registro a spostamento a 8 bit interno elabora i dati, emettendo in sequenza dal terminale Q7, il punto più alto dell'output di dati seriali.
- Orologio seriale (SCK): attivato sul bordo di salita
- Input di dati seriali (SDI): riceve dati a 8 bit
- Q7 'Terminal: output dei dati seriali più elevato
- La conversione in output parallelo si svolge sul bordo di salita del controllo del fermo (LCK).È in questo momento che i dati nel registro a sfioramento a 8 bit sono bloccati nel registro di output parallelo a 8 bit.I valori esposti dalle uscite parallele sono gli stessi di quelli memorizzati in esse, a seconda del segnale di abilitazione di uscita (OE) bassa (abilitata).
- Controllo LATCH (LCK): attivato sul bordo di salita
- Output abilita (OE): attivato quando basso
Alternative e opzioni equivalenti
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. Configurazione e funzioni del pin
Il 74HC595 ha 16 pin, il cui layout dimostra la sua versatilità:
- Ser (pin 1): il gateway per i dati seriali, Ser PIN, aiuta nella trasmissione bit per bit nel chip.Avvia il trasferimento di dati in parallelo, un impulso di clock alla volta.
- RCLK (PIN 2): fungendo da input dell'orologio del registro, RCLK supervisiona il movimento dei dati dal registro di cambio al registro di output, garantendo l'archiviazione dei dati sincronizzata.
- SRCLK (PIN 3): questo pin di ingresso dell'orologio del registro spostamento coordina le operazioni di turno, gestendo il ritmo della conversione dei dati.
- OE (PIN 4): l'ingresso di abilitazione di output indica il trasferimento dei dati tramite pin di uscita, il passaggio tra gli stati abilitati e disabilitati tramite il livello di tensione.
- DS (PIN 5): un input seriale bidirezionale, DS fornisce un punto di immissione dei dati alternativo, migliorando la flessibilità della comunicazione.
- ST_CP (PIN 6): l'ingresso dell'orologio trigger dell'archivio di uscita controlla la tempistica dell'archiviazione dei dati nei pin di uscita, riflettendo le modifiche nel segnale di orologio trigger dell'archivio.
- SH_CP (PIN 7): controlla l'ingresso dell'orologio del registro Shift, SH_CP è cruciale per la migrazione dei dati in sequenza nel registro Shift.
- Q7 '(pin 8) a Q0-Q7 (pin 9-16): questi pin di output rappresentano il nucleo della propagazione dei dati paralleli, facendo eco ai dati del registro di spostamento dal bit più basso a quello più alto.
3. Diagramma logico di 74HC595
4. Applicazioni di 74HC595
Il 74HC595 eccelle in più aree, mettendo in mostra adattabilità ed efficienza:
Controllo del relè: la sua funzionalità di uscita parallela consente il controllo simultaneo di più relè, ciascuno in grado di manipolare uno o più dispositivi elettrici.Ciò consente la creazione di sistemi di controllo elettrico dinamici e robusti.
Espansione dell'uscita digitale: collegando i pin di uscita di un microcontrollore all'input seriale di 74HC595, le porte di output possono essere convenientemente ampliate, estendendo così il controllo su altri dispositivi.
Visualizza il controllo: negli scenari di controllo LCD, il 74HC595 trasferisce senza problemi i dati visualizzati sullo schermo utilizzando la sua conversione da serial-parallelo, garantendo aggiornamenti senza soluzione di continuità di testo, immagini o video.
Music Beat Lights: l'integrazione di algoritmi di controllo beat con il 74HC595 può creare effetti a LED perfettamente sincronizzati con il ritmo musicale.Questa fusione cattura l'essenza dei battiti musicali, trasformandoli in accattivanti esposizioni a LED di varie frequenze, luminosità e colori.
5. Casi d'uso di 74HC595
5.1 Progettazione di un display LED a più cifre utilizzando 74HC595
5.1.1 Metodo di visualizzazione statica
Nel regno dei display statici, ogni linea di selezione del segmento LED è complessamente collegata alle uscite parallele del 74HC595.Questo schema di connessione consente a ciascuna cifra di visualizzare in modo indipendente, con modifiche al carattere direttamente gestite dalle uscite dei singoli chip da 74HC595.
- Output paralleli: ogni 74HC595 controlla una cifra.
- Cambiamenti del personaggio: il display può mostrare caratteri diversi.
- Sebbene ad alta intensità di risorse, che richiede chips N 74HC595 e linee I/O N+3 per un display a LED di N-digit, questo metodo evidenzia anche le implicazioni di complessità e costi associate a display a LED a più cifre.
5.1.2 Metodo di visualizzazione dinamica
Per semplificare la progettazione del circuito, ridurre i costi e risparmiare risorse di sistema per display a LED a più cifre, viene adottato un approccio unificato.Qui, i codici di segmento di tutte le cifre sono paralleli e gestiti da un singolo chip da 74HC595.
- Controllo unificato: un singolo 74HC595 controlla tutti i segmenti di cifre.
- Metodo di scansione: i caratteri vengono visualizzati in sequenza sui LED.
- Utilizzando la tecnologia di scansione, viene visualizzato un solo carattere a LED in qualsiasi momento, pedalare attraverso ogni cifra per presentare i caratteri previsti.La funzione di chiusura del 74HC595 elimina la necessità di ulteriori ritardi, facilitando una persistenza dell'effetto visione senza sacrificare la velocità operativa.
5.2 Design del circuito di azionamento a LED utilizzando il chip 74HC595
Il chip 74HC595 è membro della serie 74, noto per il suo funzionamento rapido, il basso consumo di energia e la facilità d'uso.Serve come un ponte efficace tra microcontrollori e display a LED, offrendo molti vantaggi.
5.2.1 Display LED
I display a LED, in particolare i display a LED a sette segmenti, sono favoriti per il loro rapporto costo-efficacia, basso consumo di energia e affidabilità.Mentre sono disponibili driver LED dedicati ricchi di funzionalità, il loro costo più elevato rende il 74HC595 una scelta preferita per sistemi attenti al budget e semplificato.
Vantaggi dell'utilizzo di 74HC595: velocità rapida, basso consumo di energia, in grado di guidare diversi numeri di LED.
Flessibilità ed efficienza energetica: il 74HC595 consente un facile controllo della luminosità e operazioni di risparmio energetico, adatte sia all'anodo comune che a display di catodo comuni.
Flessibilità ed efficienza energetica: il 74HC595 consente un facile controllo della luminosità e operazioni di risparmio energetico, adatte sia all'anodo comune che a display di catodo comuni.
5.2.2 Design usando il 74HC595 CHIP
Questa configurazione è illustrata attraverso un design dell'interfaccia con il microcontrollore AT89C2051 e il 74HC595, mostrando un display di tensione utilizzando tre tubi digitali, sottolineando l'importanza della presentazione dei dati ordinati e della luminosità regolabile.
Pin di controllo (P115, P116, P117): gestire la luminosità e la sequenza dei display a LED.
6. Miglioramento della capacità di guida del 74HC595
Buffer o driver: l'uso di buffer come 74LS244 (unidirezionale) o 74LS245 (bidirezionale) può migliorare la resistenza alla guida del segnale e la stabilità.
Alimentazione appropriata: garantire che l'alimentazione rientri nell'intervallo di tensione raccomandato e che abbia energia sufficiente per soddisfare i requisiti di carico è cruciale per le prestazioni ottimali.
Circuiti di azionamento esterno: per carichi che superano la capacità di uscita diretta del 74HC595, i circuiti di azionamento esterni mediante transistor, FET o chip di driver dedicati possono amplificare il segnale di uscita.
Considerazioni sul layout del PCB: minimizzare la resistenza e l'induttanza nelle tracce di PCB può migliorare l'efficienza della trasmissione del segnale evitando al contempo rumore eccessivo e interferenza per mantenere la qualità del segnale.
Resistori di carico adatti: scelta di resistori di carico
Sulle caratteristiche del dispositivo di carico possono prevenire situazioni di sovracorrente che potrebbero danneggiare il chip 74HC595.
Configurazione in uscita parallela: per le applicazioni che richiedono un gran numero di dispositivi con requisiti di guida simili, parallelamente alle uscite di più chip da 74HC595 possono migliorare la capacità di guida complessiva, a condizione che la corrente combinata non superi il limite di uscita massimo del chip.
Domande frequenti
1. Il 74HC595 è un microcontrollore?
Il 74HC595 è un registro a turni che opera su un protocollo seriale in parallelo.Riceve dati in serie da un microcontrollore e quindi invia tali dati attraverso pin paralleli.
2. Qual è la funzione del 74HC595?
Il 74HC595 è un dispositivo CMOS ad alta velocità.Il registro a piedi a otto bit accetta i dati dall'input seriale (DS) con ogni transizione positiva dell'orologio del registro a turni (SHCP).Se impostata su Low, la funzione di ripristino imposta tutti i valori del registro Maiusc su zero indipendentemente da tutti gli orologi.
3. Quanta corrente può resistere al 74HC595?
Il foglio dati per il 74HC595 afferma che ciascun output può fornire almeno 35 mA di corrente, poiché questa è la corrente di uscita massima consentita.Ciò supera chiaramente il 25Ma consentito da µC.Un'altra limitazione è la quantità totale di corrente fornita dal 74HC595 non dovrebbe superare il 70 mA.
4. Qual è la differenza tra Max7219 e 74HC595?
Il 74HC595 è un registro a turni, mentre il Max7219 è un driver di visualizzazione multiplex.Quindi, non fanno la stessa cosa.Se si utilizza un display multiplexed, il Max7219 sarebbe (più) facile da usare con Picaxe, poiché il compito di multiplexing il display viene eseguito dal Max7219 e non dal Picaxe, ma è più costoso.