Krajnji vodič za 74HC595: Učinkoviti 8-bitni čip za registraciju pomaka
2024-04-19 4031

Registar smjene je uređaj koji koristi sekvencijalnu logiku za pohranu i prijenos binarnih podataka.To je dvosmjerni krug koji svaki bit podataka premješta s ulaza na izlaz na svakom pulsu sata.Trenutno postoje razni modeli registra Shift, među kojima je 74HC595 takav serijski paralelni registar izlaznog pomaka.Njegova je funkcija pretvaranje serijskih signala u paralelne signale, a obično se koristi u čipovima za vozače za razne digitalne epruvete i točke matrične zaslone.Ovaj će članak uvesti svoje specifične podatke u smislu igle i aplikacija.

74HC595 je 8-bitni serijski ulaz, paralelni izlazni registar pomaka, a njegov paralelni izlaz je tri države.Na rastućem rubu SCK (serijski sat), serijski podaci unose se u unutarnji 8-bitni registar pomaka putem SDL-a (serijski unos podataka) i izlaz s terminala Q7 '(najveći serijski serijski izlaz).Paralelni izlaz pojavljuje se na uzdizanju ruba LCK (kontrola zasuna).U ovom trenutku, podaci u 8-bitnom registru Shift-a zalijepljeni su u 8-bitni paralelni izlazni registar.Kad je upravljački signal OE (izlaz) nizak (omogućava stanje), izlazna vrijednost paralelnog izlaznog terminala jednaka je vrijednosti pohranjenoj u paralelnom izlaznom registru.

- SN74HC595MPWREP

74HC595 ima ukupno 16 pinova.Specifični pin dijagram i njegove funkcije su sljedeći.

SER pin je serijski ulaz podataka 74HC595.Podaci se mogu unijeti u čip malo po malo kroz ovaj pin.Kada radimo, prvo unosimo serijske podatke u ovaj PIN, a zatim premještamo ulazne podatke u registar pomaka po malo kroz PIN sata kako bismo postigli paralelni prijenos podataka.

RCLK pin je ulazni pin za registar 74HC595.Kad se svi ulazni podaci pomaknu u registar pomaka, prilagođavamo promjenu razine RCLK PIN -a kako bismo istodobno prebacili podatke u registar Shift u izlazni registar.Funkcija ovog PIN -a je kontrola rada podataka o pohrani podataka.

PIN SRCLK je ulazni pin za smjenu s pomakom 74HC595.Tijekom rada Shift -a, ulazne podatke premještamo u registar pomaka kontrolirajući promjenu razine SRCLK PIN -a.Funkcija ovog PIN -a je kontrola takta signala rada pomaka.

OE PIN je izlazni ulazni pin 74HC595.Kontroliranjem razine ovog pin možemo omogućiti ili onemogućiti izlazni pin.Kad je OE pin visok, izlazni pin je onemogućen i ne prolaze se ulazne podatke.Kad je OE pin nizak, izlazni pin će proći ulazne podatke.

DS PIN je dvosmjerni serijski ulaz podataka 74HC595.Za razliku od PIN 1 (SER), DS PIN može se kontrolirati vanjskim krugom za implementaciju dvosmjerne komunikacije.Ovaj pin se prebacuje između serijskog ulaznog načina i paralelnog izlaznog načina.

PIN ST_CP je izlazni ulaz za pohranu flip-flop-a od 74HC595.Kada se izlazni signal Flip-Flop-a promijeni, podaci u izlaznoj memoriji pohranjuju se u izlaznom pin-u na temelju trenutnog ulaza.Funkcija ovog PIN -a je kontrola rada podataka o pohrani podataka.

PIN SH_CP je ulazni pin za smjenu sa satom 74HC595.Kad se signal sata Shift Registrira promijeni, ulazni podaci će se pomaknuti u registar pomaka po malo.Funkcija ovog PIN -a je kontrola takta signala rada pomaka.

PIN Q7 'je izlazni pin od 8. bita (najviši bit) od 74HC595, koji se koristi za iznošenje podataka o 8. bitu u registru Shift.Ravno stanje ovog PIN -a određuje se ulaznim podacima i podacima u registru Shift -a.

Q0 do Q7 igle su 8 izlaznih igle 74HC595 (uključujući Q0 do Q7), koji se koriste za iznošenje podataka iz najnižeg bita na najviši bit u registru Shift.Svaki pin odgovara malo izlaza podataka.Kroz ove igle, podaci u registru Shift -a mogu se paralelno izlaziti u vanjski krug.

74HC595 često se koristi u sljedećim područjima.

Paralelne izlazne karakteristike 74HC595 čine da istovremeno vozi više releja, a svaki relej može kontrolirati jedan ili više električnih uređaja.Stoga, kroz racionalni dizajn i programiranje kruga, možemo izgraditi fleksibilan i moćan električni upravljački sustav.

Spajanjem izlaznih igle mikrokontrolera na serijske ulazne igle 74HC595, u mogućnosti smo ostvariti ekspanzijsku funkciju izlaznog priključka, pružajući na taj način kontroliraniji izlazni igle.Na taj način možemo iskoristiti paralelnu izlaznu značajku 74HC595 kako bismo proširili ograničene izlazne portove mikrokontrolera na više kontrolnih točaka, ostvarujući preciznu kontrolu više uređaja ili komponenti.

U scenariju kontrole LCD zaslona, 74HC595 može koristiti svoje serijske ulazne i paralelne izlazne karakteristike za premještanje podataka zaslona poslanih iz mikrokontrolera u svoje unutarnje registre jedan po jedan.Nakon toga, te podatke iznosi paralelno s pokretačkim krugom LCD -a kroz operaciju zasuna.Na taj način možemo dinamički ažurirati sadržaj na LCD zaslonu, bilo da se radi o tekstu, slikama ili videozapisu.

Kada kombiniramo algoritam kontrole ritma s registracijom Shift 74HC595, možemo pametno stvoriti efekt LED svjetla koji je savršeno sinkroniziran s ritmom glazbe.Algoritam kontrole ritma, kao jezgra, odgovoran je za precizno snimanje ritmičkih promjena glazbe i generiranje odgovarajućih kontrolnih signala.Ovi signali nisu samo jednostavne naredbe za prebacivanje, već mogu sadržavati frekvenciju, svjetlinu i promjenu boje treptajućih LED -ova.74HC595 može prikladno kontrolirati stanje uključivanja/isključivanja više LED -ova koristeći svoje serijske ulazne i paralelne izlazne karakteristike.

Linija odabira segmenta svakog LED zaslona povezana je s paralelnim izlazom 74HC595, tako da se svaki bit može prikazati neovisno (vidi sliku dolje).Istodobno, budući da se prikaz svakog bit kontrolira neovisnim paralelnim izlaznim priključkom 74HC595, kontrolira se njegov kôd za odabir segmenta, tako da prikazani znakovi mogu biti različiti.Međutim, za NIT LED zahtjeve za prikazom, potrebni su nam N 74HC595 čipovi i N+3 I/O linije.To zauzima više resursa, a troškovi relativno visoki.Takav dizajn očito nije koristan za višeznamenkaste LED zaslone jer povećava složenost i teret troškova sustava.

U multi-bitnim aplikacijama za prikaz LED-a, kako bismo pojednostavili krug, smanjili troškove i uštedjeli resurse sustava, možemo paralelno povezati sve N-bit segment segment segmenta i kontrolirati ih 74HC595 (pogledajte na donjoj slici).Budući da se kodovi za odabir svih LED-ova ravnomjerno kontroliraju paralelnim izlaznim priključkom ovog 74HC595, u bilo kojem trenutku, N-bitne LED prikazat će iste znakove.Ako želimo da svaki LED prikazuje različite znakove, trebali bismo koristiti metodu skeniranja.To znači da u bilo kojem trenutku imamo samo jedan od LED -ova koji prikazuju znakove.U određenom trenutku, paralelni izlazni priključak od 74HC595 izbacit će kôd za odabir segmenta odgovarajućeg znaka.Istodobno, I/O priključak za kontrolu bita poslat će razinu strobe na bit zaslona kako bi se osiguralo da se odgovarajući znak ispravno prikazuje.Taj će se postupak zauzvrat provesti, tako da svaki LED prikazuje znak koji bi trebao prikazati odjednom.Vrijedno je napomenuti da budući da 74HC595 ima funkciju zasuna i potrebno je određeno vrijeme da odaberemo serijski segmentni kod segmenta, u stvarnom radu, ne trebamo dodatno kašnjenje da bismo stvorili efekt vizualnog postojanja.

Chip 74HC595 član je serije 74.Ima karakteristike brze brzine, male potrošnje energije i jednostavnog rada.Može se lako koristiti kao sučelje mikrokontrolera za pokretanje LED -ova.

Dijeli sedmo-segmentnih diodi, također poznati kao LED zasloni, široko su korišteni u različitim vrstama instrumentacije zbog njihove niske cijene, male potrošnje energije i pouzdanih performansi.Na trenutnom tržištu postoje mnoge vrste namjenskih vozača LED -a.Iako je većina bogata funkcijama, njihove su cijene odgovarajuće visoke.Stoga, korištenje ovih pogona u jeftinim i jednostavnim sustavima ne samo da troši resurse, već i povećava troškove proizvoda.Korištenje 74HC595 za pogon LED -a ima mnogo prednosti.Prvo, njegova brzina vožnje je brza, a potrošnja energije relativno niska.Drugo, 74HC595 može fleksibilno pokretati različite brojeve LED -ova, bilo da je to uobičajeni LED zaslon katoda ili uobičajeni LED zaslon s anodom, lako ga može podnijeti.Osim toga, putem kontrole softvera lako možemo prilagoditi svjetlinu LED -a, pa čak i isključiti zaslon kada je to potrebno (podaci se i dalje zadržavaju), dodatno smanjujući potrošnju energije i budni zaslon u bilo kojem trenutku kada je to potrebno.Krug dizajniran pomoću 74HC595 ne samo da ima jednostavan softver i hardverski dizajn, malu potrošnju energije, snažnu sposobnost vožnje, već također zauzima manje I/O linije.Stoga je postalo jeftino i fleksibilno dizajnersko rješenje, posebno pogodno za scenarije koji imaju stroge zahtjeve za troškove i resurse.

Slika ispod je krug zaslona dizajniran pomoću sučelja AT89C2051 i 74HC595.

P115, P116 i P117 P1 priključka koriste se za kontrolu LED zaslona.Povezani su na igle SLCK, SCLK i SDA.Za prikaz vrijednosti napona koriste se tri digitalne cijevi.Na ploču su ugrađene tri digitalne cijevi za prikaz vrijednosti napona.Među njima je LED3 smješten s lijeve strane, a LED1 se nalazi na krajnjem desnom mjestu.Prilikom slanja podataka prvi put šaljemo prikaz koda LED3 i konačno pošiknemo prikaz koda LED1.Svjetlina LED kontrolira se podešavanjem otpora od PR1 na PR3.Ovaj dizajn ne samo da osigurava urednost prikaza podataka, već također omogućuje fleksibilno podešavanje svjetline.

Dodavanje međuspremnika ili pokretača na izlaz 74HC595, kao što su 74LS244 (jednosmjerni) ili 74LS245 (dvosmjerni) i drugi čipovi vozača sabirnice, mogu poboljšati sposobnost vožnje signala i poboljšati stabilnost signala.

Molimo provjerite je li napon napajanja 74HC595 unutar navedenog raspona i njegova je snaga dovoljno jaka da zadovolji potražnju potrebnog opterećenja.Ako napon napajanja nije dovoljan, to može uzrokovati pad amplitude izlaznog signala, što zauzvrat utječe na njegovu sposobnost vožnje i na taj način ne može učinkovito pogoditi opterećenje.

Ako izlaz od 74HC595 nije dovoljan da izravno pokreće željeno opterećenje, možemo dodati vanjski krug upravljačkog programa, poput upotrebe tranzistora, epruveta za efekte polja (FETS) ili posebnih čipova vozača za pojačavanje izlaznog signala 74HC595.

U ožičenju PCB -a trebali bismo pokušati umanjiti otpor i induktivnost ožičenja kako bismo poboljšali učinkovitost prijenosa signala.Pored toga, izbjegavajte generiranje previše smetnji i buke na ožičenju kako ne bi utjecali na kvalitetu izlaznog signala od 74HC595.

Trebali bismo odabrati odgovarajući otpor opterećenja u skladu s karakteristikama uređaja za opterećenje.Ako je otpor opterećenja premali, to će dovesti do prekomjerne struje i može oštetiti čip 74HC595.Suprotno tome, ako je otpornik opterećenja prevelik, možda neće moći dobiti dovoljnu amplitudu izlaznog signala.

Ako je potrebno pokrenuti više uređaja, a zahtjevi za vožnjom ovih uređaja slični su, možemo razmotriti paralelno s izlazima više 74HC595S kako bismo poboljšali ukupnu sposobnost vožnje.Međutim, prije paralele, provjerite jesu li zahtjevi za vožnju ovih uređaja kompatibilni, a ukupna struja nakon paralele ne smije prelaziti maksimalnu granicu izlazne struje od 74HC595, kako ne bi uzrokovalo oštećenje čipa ili utjecaj na učinak vožnje.

74HC595 je registar smjene koji radi na serijskom protokolu paralelno.Podaci prima serijski od mikrokontrolera, a zatim te podatke šalje kroz paralelne igle.

74HC595 je CMOS uređaj velike brzine.Osam bitni registar pomaka Accpets podaci sa serijskog unosa (DS) na svakom pozitivnom prijelazu sata Shift Register (SHCP).Kada se tvrdi nisko, funkcija resetiranja postavlja sve vrijednosti registra pomaka na nulu i neovisna je od svih satova.

Podatkovni list 74HC595 navodi da svaki izlaz može isporučiti najmanje 35mA jer je to dopuštena maksimalna izlazna struja.To je očito više od dopuštenih 25mA µC.Postoji još jedna granica: 74HC595 ne smije osigurati ukupno više od 70mA.

74HC595 je registar pomaka, a Max7219 je multipleksirani pogonitelj zaslona.Stoga oboje ne rade isto.Max7219 bi bio (mnogo) lakši za upotrebu s picaxe ako multipleksiranje zaslona jer zadatak multipleksiranja vrši max7219, a ne picaxe, ali je skuplji.