74HC595: Išsamus aukšto efektyvumo 8 bitų pamainų registro lustų vadovas
„Shift“ registrai yra įrenginiai, kurie naudoja nuoseklią logiką dvejetainiams duomenims saugoti ir perduoti.Tai yra dvikryptės grandinės, kurios perkelia kiekvieną duomenų bitą iš įvesties į išvestį su kiekvienu laikrodžio impulsu.Šiuo metu yra įvairių „Shift“ registrų modelių, tarp kurių „74HC595“ yra toks nuoseklus ir paralelinių išvesties poslinkių registras.Jo funkcija yra konvertuoti serijinius signalus į lygiagrečius signalus, paprastai naudojamus įvairių skaitmeninių vamzdžių ir taškinių matricos ekranų vairavimo lustus.Šiame straipsnyje bus pateikta konkreti informacija iš PIN konfigūracijos ir programos aspektų.Katalogas
1. 74HC595 apžvalga
2. PIN konfigūracija ir funkcijos
3. 74HC595 loginė schema
4. 74HC595 paraiškos
5. Naudokite 74HC595 atvejus
6. 74HC595 vairavimo galimybių gerinimas
1. 74HC595 apžvalga
„74HC595“ yra 8 bitų „Shift“ registras, sujungiantis serijos įvestį su lygiagrečia išvestimi, siūlančiu unikalias „Tri-State“ išvesties parinktis.Šis sudėtingas komponentas veikia gaunant serijinius duomenis per savo serijinių duomenų įvestį (SDI) kylančiame serijinio laikrodžio krašte (SCK).Vidinis 8 bitų poslinkio registre apdoroja duomenis, nuosekliai išvesdami iš Q7 'terminalo-aukščiausią serijinių duomenų išvesties tašką.
- Serijinis laikrodis (SCK): suaktyvinamas kylančiame krašte
- Serijos duomenų įvestis (SDI): gauna 8 bitų duomenis
- Q7 'terminalas: didžiausias bitų serijinių duomenų išvestis
- Konversija į lygiagrečią išėjimą atsiskleidžia kylančiame užrakto valdymo krašte (LCK).Būtent šią akimirką 8 bitų pamainos registro duomenys yra užfiksuoti į 8 bitų lygiagretaus išvesties registrą.Lygiagrečių išėjimų veikiamos vertės yra tokios pačios, kaip ir juose saugomos, atsižvelgiant į išėjimo įgalinimo (OE) signalą žemas (įjungtas).
- Užkaklių valdymas (LCK): suaktyvinta kylančiame krašte
- Išvestis įjungti (OE): suaktyvinamas, kai žemas
Alternatyvos ir lygiavertės galimybės
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. PIN konfigūracija ir funkcijos
74HC595 turi 16 kaiščių, kurių išdėstymas įrodo savo universalumą:
- SER (1 kaištis): serijinių duomenų šliuzas, SER PIN, padeda perduoti bitų bitą į lustą.Tai inicijuoja duomenų perdavimą lygiagrečiai, vieno laikrodžio impulsą vienu metu.
- RCLK (2 kaištis): veikdamas kaip registro laikrodžio įvestis, RCLK prižiūri duomenų judėjimą iš „Shift“ registro į išvesties registrą, užtikrindamas sinchronizuotą duomenų saugojimą.
- SRCLK (3 kaištis): Šis „Shift Register“ laikrodžio įvesties kaištis koordinuoja „Shift“ operacijas, valdant duomenų konvertavimo tempą.
- OE (4 kaištis): Išvesties įgalinimo įvestis nurodo duomenų perdavimą per išvesties kaiščius, perjungdamas iš įgalintų ir neįgaliųjų būsenų per įtampos lygį.
- DS (5 kaištis): dvikrypčių serijinių duomenų įvestis, DS pateikia alternatyvų duomenų įvedimo tašką, padidinantį ryšio lankstumą.
- ST_CP (6 kaištis): Išvesties parduotuvės „Trigger“ laikrodžio įvestis valdo duomenų saugyklos laiką išvesties kaiščiuose, atspindintys parduotuvės trigerio laikrodžio signalo pokyčius.
- Sh_cp (7 kaištis): kontroliuoja „Shift“ registro laikrodžio įvestį, sh_cp yra labai svarbus perkeliant duomenis iš eilės į „Shift“ registrą.
- Q7 '(8 kaištis) iki Q0-Q7 (kaiščiai 9-16): Šie išvesties kaiščiai žymi lygiagretaus duomenų sklidimo branduolį, pakartojantį poslinkio registro duomenis iš žemiausio į aukščiausią bitą.
3. 74HC595 loginė schema
4. 74HC595 paraiškos
„74HC595“ išsiskiria keliose vietose, parodant jo pritaikomumą ir efektyvumą:
Relės valdymas: jos lygiagrečios išvesties funkcijos leidžia tuo pat metu valdyti kelias reles, kiekvienas gali manipuliuoti vienu ar daugiau elektrinių prietaisų.Tai leidžia sukurti dinamines ir tvirtas elektros valdymo sistemas.
Skaitmeninės išvesties išplėtimas: Prijungiant mikrovaldiklio išvesties kaiščius prie 74HC595 serijos įvesties, išvesties prievadus galima patogiai išplėsti, taip išplėsti valdymą dėl kitų įrenginių.
Ekrano valdymas: LCD valdymo scenarijuose „74HC595“ sklandžiai perduoda ekrano duomenis į ekraną, naudodama jo nuoseklųjį ir paralelių konvertavimą, užtikrinant sklandų teksto, vaizdų ar vaizdo įrašų atnaujinimus.
Muzikos ritmo žibintai: „Beat Control“ algoritmų integravimas su 74HC595 gali sukurti LED efektus, puikiai sinchronizuotus su muzikos ritmu.Ši suliejimas užfiksuoja muzikos ritmų esmę, paverčiant juos žaviais LED ekranais, įvairių dažnių, ryškumo ir spalvų.
5. Naudokite 74HC595 atvejus
5.1 Kelių skaitmenų LED ekrano projektavimas naudojant 74HC595
5.1.1 Statinio ekrano metodas
Statinių ekranų srityje kiekviena LED segmento pasirinkimo linija yra sudėtingai prijungta prie lygiagrečių 74HC595 išėjimų.Ši ryšio schema leidžia kiekvienam skaitmeniui rodyti savarankiškai, o simbolių pakeitimai tiesiogiai valdomi atskirų 74HC595 lustų išėjimais.
- Lygiagrečiai išėjimai: Kiekvienas 74HC595 kontroliuoja skaitmenį.
- Charakterio pakeitimai: Ekranas gali parodyti skirtingus simbolius.
- Nors ir reikalaujanti daug išteklių, reikalaujant N 74HC595 lustų ir N+3 I/O linijų Ngigiam LED ekranui, šis metodas taip pat pabrėžia sudėtingumą ir išlaidas, susijusias su kelių skaitmenų LED ekranais.
5.1.2 Dinaminio ekrano metodas
Siekiant supaprastinti grandinės dizainą, sumažinti išlaidas ir išsaugoti kelių skaitmenų LED ekranų sistemos išteklius, priimamas vieningas požiūris.Čia visų skaitmenų segmentų kodai yra lygiagrečiai ir valdomi vienu 74HC595 lustu.
- Vieningas valdymas: vienas 74HC595 kontroliuoja visus skaitmenų segmentus.
- Nuskaitymo metodas: simboliai paeiliui rodomi ant šviesos diodų.
- Naudojant nuskaitymo technologiją, bet kurią akimirką rodomas tik vienas LED simbolis, važiuojant dviračiu per kiekvieną skaitmenį, kad pateiktų numatytus simbolius.74HC595 užrakto funkcija pašalina papildomų vėlavimų poreikį, palengvindama regėjimo efekto atkaklumą neprarandant operatyvinio greičio.
5.2 LED disko grandinės dizainas naudojant 74HC595 lustą
„74HC595“ lustas yra „74“ serijos narys, žinomas dėl greito veikimo, mažos energijos suvartojimo ir naudojimo paprastumo.Jis tarnauja kaip efektyvus tiltas tarp mikrovaldiklių ir LED ekranų, siūlantis daugybę pranašumų.
5.2.1 LED ekranai
LED ekranai, ypač septynių segmentų LED ekranai, yra palankūs jų ekonomiškumui, mažos energijos suvartojimui ir patikimumui.Nors yra turinčių turtingų LED vairuotojų, didesnės išlaidos, 74HC595 yra pageidaujamas pasirinkimas sąmoningoms ir supaprastintoms biudžeto sistemoms.
74HC595 naudojimo pranašumai: greitas greitis, mažos energijos suvartojimas, galintis skatinti skirtingą LED skaičių.
Lankstumas ir energijos efektyvumas: „74HC595“ įgalina lengvą ryškumo valdymo ir energijos taupymo operacijas, tinkančias tiek bendram anodui, tiek įprasti katodų ekranai.
Lankstumas ir energijos efektyvumas: „74HC595“ įgalina lengvą ryškumo valdymo ir energijos taupymo operacijas, tinkančias tiek bendram anodui, tiek įprasti katodų ekranai.
5.2.2 Dizainas naudojant 74HC595 CHIP
Ši sąranka iliustruota naudojant sąsajos dizainą su AT89C2051 mikrovaldikliu ir 74HC595, kuriame demonstruojamas įtampos ekranas, naudojant tris skaitmeninius vamzdžius, pabrėžiant tvarkingo duomenų pateikimo ir reguliuojamo ryškumo svarbą.
Valdymo kaiščiai (P115, P116, P117): Tvarkykite LED ekranų ryškumą ir seką.
6. 74HC595 vairavimo galimybių gerinimas
Buferiai ar tvarkyklės: Naudojant buferius, tokius kaip 74LS244 (vienkryptis) arba 74LS245 (dvikryptis), gali sustiprinti signalo vairavimo stiprumą ir stabilumą.
Tinkamas maitinimo šaltinis: užtikrinti, kad maitinimo šaltinis būtų rekomenduojamas įtampos diapazonas ir turi pakankamai energijos, kad būtų patenkinti apkrovos reikalavimai, yra labai svarbus siekiant optimalaus našumo.
Išorinės pavaros grandinės: apkrovoms, viršijančioms tiesioginės 74HC595, išorinių pavaros grandinių, naudojant tranzistorius, FET ar specialius tvarkyklės lustus, gali sustiprinti išvesties signalą.
PCB išdėstymo aspektai: PCB pėdsakų atsparumo ir induktyvumo sumažinimas gali pagerinti signalo perdavimo efektyvumą, tuo pačiu vengdamas per didelio triukšmo ir trukdžių, kad būtų išlaikyta signalo kokybė.
Tinkami apkrovos rezistoriai: krovinio rezistorių pasirinkimas
Krovinio įrenginio charakteristikos gali užkirsti kelią pertekliui, kuris galėtų sugadinti 74HC595 lustą.
Lygiagrečia išvesties konfigūracija: Programos, kurioms reikia daugybės įrenginių, turinčių panašius vairavimo reikalavimus, lygiagretus kelių 74HC595 lustų išėjimams, gali padidinti bendrą vairavimo galimybes, jei kombinuota srovė neviršys maksimalios lusto išėjimo ribos.
Dažnai užduodami klausimai
1. Ar 74HC595 yra mikrovaldiklis?
„74HC595“ yra pamainos registras, veikiantis seriale lygiagrečiame protokole.Jis gauna duomenis nuosekliai iš mikrovaldiklio ir tada siunčia tuos duomenis per lygiagrečius kaiščius.
2. Kokia yra 74HC595 funkcija?
„74HC595“ yra greitaeigis CMOS įrenginys.Aštuonių bitų poslinkio registras priima duomenis iš nuosekliosios įvesties (DS) su kiekvienu teigiamu „Shift Registro laikrodžio“ (SHCP) perėjimu.Kai nustatyta žemai, atstatymo funkcija nustato visas „Shift“ registro vertes į nulį nepriklausomai nuo visų laikrodžių.
3. Kiek srovės gali atlaikyti 74HC595?
„74HC595“ duomenų lape teigiama, kad kiekviena išvestis gali suteikti bent 35 mA srovės, nes tai yra maksimali leidžiama išvesties srovė.Tai aiškiai viršija 25 mA leidžiamą µC.Kitas apribojimas yra bendra srovės suma, kurią suteikia 74HC595, neturėtų viršyti 70 mA.
4. Kuo skiriasi MAX7219 ir 74HC595?
„74HC595“ yra pamainų registras, o „MAX7219“ yra multipleksuota ekrano tvarkyklė.Taigi jie nedaro to paties.Jei naudojant multipleksuotą ekraną, „MAX7219“ būtų (daugiau) lengva naudoti naudojant „Picaxe“, nes ekrano multipleksavimo užduotį atlieka MAX7219, o ne „Picaxe“, tačiau ji yra brangesnė.