Le guide ultime du 74HC595: la puce de registre de quart de travail efficace
2024-04-19 4044

Un registre de décalage est un appareil qui utilise une logique séquentielle pour stocker et transférer des données binaires.Il s'agit d'un circuit bidirectionnel qui déplace chaque bit de données de l'entrée à la sortie sur chaque impulsion d'horloge.Il existe actuellement une variété de modèles de registre de décalage, parmi lesquels le 74HC595 est un registre de décalage de sortie paralalle en série parallèle.Sa fonction est de convertir les signaux série en signaux parallèles et est couramment utilisé dans les puces de pilote pour divers tubes numériques et écrans de matrice de points.Cet article présentera ses informations spécifiques en termes d'épingles et d'applications.

74HC595 est une entrée série 8 bits, un registre de décalage de sortie parallèle et sa sortie parallèle est une sortie à trois états.Sur le bord montant de SCK (horloge série), les données série sont entrées dans le registre de décalage 8 bits interne via SDL (entrée de données série) et la sortie du borne Q7 '(sortie de données série les plus élevés).La sortie parallèle se produit sur le bord montant de la LCK (contrôle du verrou).À l'heure actuelle, les données du registre de décalage 8 bits sont verrouillées dans le registre de sortie parallèle 8 bits.Lorsque le signal de contrôle OE (Output Activer) est faible (état d'activation), la valeur de sortie de la borne de sortie parallèle est égale à la valeur stockée dans le registre de sortie parallèle.

- SN74HC595MPWREP

Le 74HC595 a un total de 16 broches.Le diagramme de broches spécifique et ses fonctions sont les suivants.

La broche SER est la broche d'entrée de données série du 74HC595.Les données peuvent être entrées dans la puce un peu à peu à travers cette broche.Lorsque nous travaillons, nous entrons d'abord des données série à cette broche, puis déplacons les données d'entrée dans le registre de décalage un peu à peu via la broche d'horloge pour obtenir une transmission parallèle des données.

La broche RCLK est la broche d'entrée d'horloge de registre du 74HC595.Lorsque toutes les données d'entrée sont déplacées dans le registre de décalage, nous ajustez la modification de niveau de la broche RCLK pour déplacer les données du registre de décalage dans le registre de sortie en même temps.La fonction de cette broche consiste à contrôler le fonctionnement de stockage des données.

La broche SRCLK est la broche d'entrée d'horloge du registre de décalage du 74HC595.Pendant l'opération de décalage, nous déplacons les données d'entrée dans le registre de décalage en contrôlant le changement de niveau de la broche SRCLK.La fonction de cette broche consiste à contrôler le signal d'horloge de l'opération de décalage.

La broche OE est la broche d'entrée d'activation de sortie du 74HC595.En contrôlant le niveau de cette broche, nous pouvons activer ou désactiver la broche de sortie.Lorsque la broche OE est élevée, la broche de sortie est désactivée et aucune donnée d'entrée n'est transmise.Lorsque la broche OE est faible, la broche de sortie passera les données d'entrée.

La broche DS est la broche d'entrée de données série bidirectionnelle du 74HC595.Contrairement à la broche 1 (SER), la broche DS peut être contrôlée par un circuit externe pour implémenter une communication bidirectionnelle.Cette broche bascule entre le mode d'entrée série et le mode de sortie parallèle.

La broche ST_CP est la broche d'entrée d'horloge de bascule de stockage de sortie du 74HC595.Lorsque le signal de l'horloge de bascule du stockage de sortie change, les données de la mémoire de sortie seront stockées dans la broche de sortie en fonction de l'entrée actuelle.La fonction de cette broche consiste à contrôler le fonctionnement de stockage des données.

La broche SH_CP est la broche d'entrée d'horloge du registre de décalage du 74HC595.Lorsque le signal de l'horloge du registre de décalage change, les données d'entrée seront déplacées dans le registre de changement de vitesse un peu à bit.La fonction de cette broche consiste à contrôler le signal d'horloge de l'opération de décalage.

La broche Q7 'est la broche de sortie du 8ème bit (bit le plus élevé) de 74HC595, qui est utilisée pour produire les données du 8ème bit dans le registre de décalage.L'état de niveau de cette broche est déterminé par les données d'entrée et les données du registre de décalage.

Les broches Q0 à Q7 sont les 8 broches de sortie du 74HC595 (y compris Q0 à Q7), qui sont utilisées pour produire les données du bit le plus bas au bit le plus élevé du registre de décalage.Chaque broche correspond à un peu de sortie de données.Grâce à ces broches, les données du registre de décalage peuvent être sorties vers un circuit externe en parallèle.

74HC595 est souvent utilisé dans les domaines suivants.

Les caractéristiques de sortie parallèles de 74HC595 l'ont capable de générer plusieurs relais en même temps, et chaque relais peut contrôler un ou plusieurs dispositifs électriques.Par conséquent, grâce à la conception et à la programmation des circuits rationnels, nous pouvons construire un système de contrôle électrique flexible et puissant.

En connectant les broches de sortie du microcontrôleur aux broches d'entrée série du 74HC595, nous sommes en mesure de réaliser la fonction d'extension du port de sortie, fournissant ainsi des broches de sortie plus contrôlables.De cette façon, nous pouvons profiter de la fonction de sortie parallèle du 74HC595 pour étendre les ports de sortie limités du microcontrôleur à plus de points de contrôle, réalisant un contrôle précis de plusieurs appareils ou composants.

Dans le scénario de contrôle d'un écran LCD, le 74HC595 est capable d'utiliser ses caractéristiques de sortie série et de sortie parallèle pour déplacer les données d'affichage envoyées du microcontrôleur dans ses registres internes un par un.Par la suite, il publie ces données parallèles au circuit du pilote de l'écran LCD par le fonctionnement du verrou.De cette façon, nous pouvons mettre à jour dynamiquement le contenu de l'écran LCD, qu'il s'agisse de texte, d'images ou de vidéo, en douceur.

Lorsque nous combinons l'algorithme de contrôle de battement avec le registre de quart 74HC595, nous pouvons intelligemment créer un effet de lumière LED qui est parfaitement synchronisé avec le rythme de la musique.L'algorithme de contrôle de battement, en tant que noyau, est responsable de la capture avec précision des changements rythmiques de la musique et de la génération des signaux de contrôle correspondants.Ces signaux ne sont pas seulement des commandes de commutation simples, elles peuvent contenir la fréquence, la luminosité et le changement de couleur des LED clignotantes.Le 74HC595 peut contrôler facilement l'état ON / OFF de plusieurs LED en utilisant ses caractéristiques de sortie série et de sortie parallèle.

La ligne de sélection du segment de chaque affichage LED est connectée à la sortie parallèle du 74HC595, de sorte que chaque bit peut être affiché indépendamment (voir la figure ci-dessous).Dans le même temps, comme l'affichage de chaque bit est contrôlé par un port de sortie parallèle indépendant 74HC595, son code de sélection de segment est contrôlé, donc les caractères affichés peuvent être différents.Cependant, pour les exigences d'affichage LED N BIT, nous avons besoin de puces N 74HC595 et de lignes d'E / S N + 3.Cela reprend plus de ressources et le coût est relativement élevé.Une telle conception n'est évidemment pas bénéfique pour les écrans LED à plusieurs chiffres car il augmente la complexité et le fardeau des coûts du système.

Dans les applications d'affichage LED multi-bit, afin de simplifier le circuit, de réduire les coûts et d'économiser les ressources du système, nous pouvons connecter toutes les sélections de code du segment N bits en parallèle et les contrôler par un 74HC595 (reportez-vous à la figure ci-dessous).Étant donné que les codes de sélection du segment de toutes les LED sont uniformément contrôlés par le port de sortie parallèle de ce 74HC595, à tout moment, les LED N bits afficheront les mêmes caractères.Si nous voulons que chaque LED affiche différents caractères, nous devons utiliser la méthode de numérisation.Cela signifie qu'à tout moment, nous n'avons qu'une seule des LED affichant des caractères.À un certain moment, le port de sortie parallèle de 74HC595 sortira le code de sélection du segment du caractère correspondant.Dans le même temps, le port d'E / S de contrôle de sélection de bits enverra le niveau de stroboscope au bit d'affichage pour s'assurer que le caractère correspondant est affiché correctement.Ce processus sera effectué à son tour, de sorte que chaque LED affiche le caractère qu'il doit afficher à la fois.Il convient de noter que puisque le 74HC595 a une fonction de verrouillage et qu'il faut un certain temps pour sélectionner le code du segment d'entrée série, en fonctionnement réel, nous n'avons pas besoin de retard supplémentaire pour former l'effet de persistance visuelle.

La puce 74HC595 est membre de la série 74.Il a les caractéristiques d'une vitesse rapide, d'une faible consommation d'énergie et d'un fonctionnement simple.Il peut être facilement utilisé comme interface de microcontrôleur pour piloter des LED.

Les affichages de diode électroluminescents à sept segments, également appelés affichages LED, ont été largement utilisés dans divers types d'instruments en raison de leur prix bas, de leur faible consommation d'énergie et de leurs performances fiables.Il existe de nombreux types de conducteurs LED dédiés sur le marché actuel.Bien que la plupart d'entre eux soient riches en fonctions, leurs prix sont en conséquence élevés.Par conséquent, l'utilisation de ces disques dans des systèmes à faible coût et simples gaspille non seulement des ressources, mais augmente également le coût du produit.L'utilisation du 74HC595 pour piloter des LED présente de nombreux avantages.Premièrement, sa vitesse de conduite est rapide et sa consommation d'énergie est relativement faible.Deuxièmement, le 74HC595 peut entraîner de manière flexible différents nombres de LED, qu'il s'agisse d'un affichage LED de cathode commun ou d'un affichage de LED d'anode commun, il peut facilement le gérer.De plus, grâce au contrôle du logiciel, nous pouvons facilement ajuster la luminosité de la LED et même éteindre l'affichage lorsque cela est nécessaire (les données sont toujours conservées), réduisant davantage la consommation d'énergie et réveillant l'affichage à tout moment en cas de besoin.Le circuit conçu à l'aide de 74HC595 a non seulement une conception de logiciels et de matériel simple, une faible consommation d'énergie, une forte capacité de conduite, mais occupe également moins de lignes d'E / S.Par conséquent, il est devenu une solution de conception à faible coût et flexible, particulièrement adapté aux scénarios qui ont des exigences strictes sur le coût et les ressources.

L'image ci-dessous est un circuit de panneau d'affichage conçu à l'aide de l'interface AT89C2051 et 74HC595.

P115, P116 et P117 du port P1 sont utilisés pour contrôler l'affichage LED.Ils sont connectés aux broches SLCK, SCLK et SDA respectivement.Trois tubes numériques sont utilisés pour afficher la valeur de tension.Trois tubes numériques sont installés sur la carte de circuit imprimé pour afficher la valeur de tension.Parmi eux, LED3 est situé à l'extrême gauche, et LED1 est situé à l'extrême droite.Lors de l'envoi de données, nous envoyons d'abord le code d'affichage de LED3 et enfin envoyons le code d'affichage de LED1.La luminosité de la LED est contrôlée en ajustant la résistance de Pr1 à Pr3.Cette conception garantit non seulement la commande de l'affichage des données, mais permet également un ajustement flexible de la luminosité.

L'ajout de tampons ou de pilotes à la sortie de 74HC595, tels que 74LS244 (unidirectionnel) ou 74LS245 (bidirectionnel) et d'autres puces de chauffeur de bus, peut améliorer la capacité de conduite du signal et améliorer la stabilité du signal.

Veuillez vous assurer que la tension d'alimentation de 74HC595 se situe dans la plage spécifiée et que sa puissance est suffisamment forte pour répondre à la demande de conduite de la charge requise.Si la tension d'alimentation est insuffisante, elle peut entraîner la chute de l'amplitude du signal de sortie, ce qui à son tour affecte sa capacité de conduite et ne peut donc pas conduire efficacement la charge.

Si la sortie de 74HC595 n'est pas suffisante pour conduire directement la charge souhaitée, nous pouvons ajouter un circuit de pilote externe, tel que l'utilisation de transistors, des tubes à effet de champ (FET) ou des puces de pilote spéciales pour amplifier le signal de sortie de 74HC595.

Dans le câblage PCB, nous devons essayer de minimiser la résistance et l'inductance du câblage pour améliorer l'efficacité de transmission du signal.De plus, veuillez éviter de générer trop d'interférence et de bruit sur le câblage afin de ne pas affecter la qualité du signal de sortie de 74HC595.

Nous devons choisir une résistance de charge appropriée en fonction des caractéristiques du dispositif de charge.Si la résistance à la charge est trop petite, elle entraînera un courant excessif et peut endommager la puce 74HC595.Inversement, si la résistance de charge est trop grande, elle peut ne pas être en mesure d'obtenir une amplitude de signal de sortie suffisante.

Si plus d'appareils doivent être motivés et que les exigences de conduite de ces appareils sont similaires, nous pouvons envisager de parallèlement aux sorties de plusieurs 74HC595 pour améliorer la capacité de conduite globale.Cependant, avant la parallèle, assurez-vous que les exigences de conduite de ces dispositifs sont compatibles et que le courant total après la parallèle ne doit pas dépasser la limite de courant de sortie maximale de 74HC595, afin de ne pas endommager la puce ou affecter l'effet de conduite.

74HC595 est un registre de quart qui fonctionne sur la série dans le protocole parallèle.Il reçoit des données en série du microcontrôleur, puis envoie ces données via des broches parallèles.

Le 74HC595 est un appareil CMOS à grande vitesse.Un registre à huit bits accélère les données de l'entrée série (DS) sur chaque transition positive de l'horloge de registre de quart (SHCP).Lorsqu'il est affirmé bas, la fonction de réinitialisation définit toutes les valeurs de registre de décalage à zéro et est indépendante de toutes les horloges.

La fiche technique du 74HC595 indique que chaque sortie peut fournir au moins 35 mA car il s'agit du courant de sortie maximal autorisé.Ceci est clairement plus que le 25 mA autorisé du µC.Il y a une autre limite: le 74HC595 ne doit pas fournir plus de 70 mm au total.

Le 74HC595 est un registre shift et le max7219 est un pilote d'affichage multiplexé.Par conséquent, ils ne font pas la même chose.Le max7219 serait (beaucoup) plus facile à utiliser avec Picaxe si le multiplexage des écrans car la tâche de les multiplexage est effectuée par le max7219 et non la Picaxe mais elle est plus chère.