74HC595

74HC595

74HC595是一個8位串列輸入、并行輸出的位移緩存器:并行輸出為三態輸出。在SCK 的上升沿,串列數據由SDL輸入到內部的8位位移緩存器,並由Q7'輸出,而并行輸出則是在LCK的上升沿將在8位位移緩存器的數據存入到8位并行輸出緩存器。當串列數據輸入端OE的控制信號為低使能時,并行輸出端的輸出值等於并行輸出緩存器所存儲的值。而當OE為高電位,也就是輸出關閉時,并行輸出端會維持在高阻抗狀態。

特點


8位串列輸入 /8位串列或并行輸出 存儲狀態寄存器,三種狀態
74HC595是具有三態輸出功能(即具有高電平、低電平和高阻抗三種輸出狀態)的門電路。輸出寄存器可以直接清除。具有100MHz的移位頻率。

輸出能力


并行輸出,匯流排驅動;串列輸入;標準中等規模集成電路
595移位寄存器有一個串列移位輸入(Ds),和一個串列輸出(Q7’),和一個非同步的低電平複位,存儲寄存器有一個并行8位的,具備三態的匯流排輸出,當使能OE時(為低電平),存儲寄存器的數據輸出到匯流排。
參考數據
Cpd決定動態的能耗,
Pd=Cpd×VCC×f1+∑(CL×VCC^2×f0)
F1=輸入頻率,CL=輸出電容 f0=輸出頻率(MHz) Vcc=電源電壓

引腳說明


74HC595
74HC595
符號引腳描述
Q0--Q7第15腳,第1-7腳8位并行數據輸出,
GND第8腳
Q7’第9腳串列數據輸出
MR第10腳主複位(低電平)
SHCP第11腳數據輸入時鐘線
STCP第12腳輸出存儲器鎖存時鐘線
OE第13腳輸出有效(低電平)
DS第14腳串列數據輸入
VCC第16腳電源

使用方法


74595的數據端:
Q0--Q7: 八位并行輸出端,可以直接控制數碼管的8個段。
Q7': 級聯輸出端。將它接下一個595的DS端。
DS: 串列數據輸入端,級聯的話接上一級的Q7'。
74595的控制端說明:
/MR(10腳): 低電平時將移位寄存器的數據清零。通常接到VCC防止數據清零。
SH_CP(11腳):上升沿時數據寄存器的數據移位。Q0->Q1->Q2-->Q3-->...-->Q7;下降沿移位寄存器數據不變。(脈衝寬度:5V時,大於幾十納秒就行了。我通常都選微秒級)
ST_CP(12腳):上升沿時移位寄存器的數據進入數據存儲寄存器,下降沿時存儲寄存器數據不變。通常我將ST_CP置為低電平,當移位結束后,在ST_CP端產生一個正脈衝(5V時,大於幾十納秒就行了。我通常都選微秒級),更新顯示數據。
/OE(13腳): 高電平時禁止輸出(高阻態)。如果單片機的引腳不緊張,用一個引腳控制它,可以方便地產生閃爍和熄滅效果。比通過數據端移位控制要省時省力。
注1)74164和74595功能相仿,都是8位串列輸入轉并行輸出移位寄存器。74164的驅動電流(25mA)比74595(35mA)的要小,14腳封裝,體積也小一些。
2)74595的主要優點是具有數據存儲寄存器,在移位的過程中,輸出端的數據可以保持不變。這在串列速度慢的場合很有用處,數碼管沒有閃爍感。
3)595是串入並出帶有鎖存功能移位寄存器,它的使用方法很簡單,如下面的真值表,在正常使用時ST_CP為低電平, /OE為低電平。從DS每輸入一位數據,串列輸入時鐘SH_CP上升沿有效一次,直到八位數據輸入完畢,輸出時鐘ST_CP上升沿有效一次,此時,輸入的數據就被送到了輸出端。
595具體使用的步驟:
第一步:目的:將要準備輸入的位數據移入74HC595數據輸入端上。
方法:送位數據到_595。
第二步:目的:將位數據逐位移入74HC595,即數據串入
方法:SH_CP產生一上升沿,將DS上的數據移入74HC595移位寄存器中,先送低位,後送高位。
第三步:目的:并行輸出數據。即數據並出
方法:ST_CP產生一上升沿,將由DS上已移入數據寄存器中的數據
送入到輸出鎖存器
說明:從上可分析:從SH_CP產生一上升沿(移入數據)和ST_CP產生一上升沿(輸出數據)是二個獨立過程,實際應用時互不干擾。即可輸出數據的 同時移入數據。

真值表


輸入輸出功能
SHCPSTCPOEMRDSQ7’Qn
××LL×LNCMR為低電平時僅僅影響移位寄存器
×LL×LL空移位寄存器到輸出寄存器
××HL×LZ清空移位寄存器,并行輸出為高阻狀態
×LHHQ6NC邏輯高電平移入移位寄存器狀態0,包含所有的移位寄存器狀態 移入
×LH×NCQn’移位寄存器的內容到達保持寄存器並從並口輸出
LH×Q6’Qn’移位寄存器內容移入,先前的移位寄存器的內容到達保持寄存器並出

有關註釋


H=高電平狀態
L=低電平狀態
↑=上升沿
↓=下降沿
Z=高阻態
NC=無變化
×=無關係
當MR為高電平,數據在SHCP上升沿進入移位寄存器,在STCP上升沿輸出到并行埠,OE為使能端,低電平有效,當OE為低時,輸出使能,為高關閉使能,並不影響其他輸入端。
真值表
真值表

程序樣例


DS接MOSI,OE/GND接GND,SH_CP接SCLK,ST_CP接使能信號BIT0@P1,MR/VCC接POWER,如果不需要16位,改US16B,不使用H寄存器即可,還有SPI工作期間可以進入低功耗,也可以執行指令.
單片機74HC595模塊驅動程序
74HC595驅動靜態數碼管程序
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