74HC595: Komplexný sprievodca vysokoúčinnými 8-bitovými čipmi na zmeny
Registre na zmeny sú zariadenia, ktoré používajú sekvenčnú logiku na ukladanie a prenos binárnych údajov.Sú to obojsmerné obvody, ktoré presúvajú každý kúsok údajov zo vstupu do výstupu pri každom pulze hodín.V súčasnosti existujú rôzne modely registrov posunu, medzi ktorými je 74HC595 taký sériový register výstupného výstupu.Jeho funkciou je previesť sériové signály na paralelné signály, ktoré sa bežne používajú pri hnacím čipom pre rôzne digitálne trubice a obrazovky matíc bodových matíc.Tento článok predstaví jeho konkrétne informácie z aspektov konfigurácie a aplikácie PIN.Katalóg
1. Prehľad 74HC595
2. Konfigurácia a funkcie PIN
3. Logická schéma 74HC595
4. Aplikácie 74HC595
5. Použite prípady 74HC595
6. Zlepšenie jazdy v 74HC595
1. Prehľad 74HC595
Model 74HC595 je 8-bitový radový register, ktorý kombinuje sériový vstup s paralelným výstupom a ponúka jedinečné možnosti výstupu Tri-State.Táto komplexná komponent pracuje prijímaním sériových údajov prostredníctvom svojho vstupu sériových údajov (SDI) na stúpajúcom okraji sériových hodín (SCK).Interný 8-bitový register posunu spracuje údaje, postupne výstup z terminálu Q7-najvyšší bod výstupu sériových dát.
- Sériové hodiny (SCK): spustené na stúpajúcom okraji
- Vstup sériových údajov (SDI): prijíma 8-bitové údaje
- Terminál Q7: Výstup s najvyšším bitom sériových údajov
- Konverzia na paralelný výstup sa rozvíja na stúpajúcom okraji regulácie západky (LCK).V tomto okamihu sú údaje v 8-bitovom registri radenia zamknuté do 8-bitového paralelného výstupného registra.Hodnoty exponované paralelnými výstupmi sú rovnaké ako hodnoty uložené v nich, v závislosti od výstupného povoleného (OE) signálu je nízky (povolený).
- Ovládanie západky (LCK): Aktivované na stúpajúcom okraji
- Výstupné povolenie (OE): Aktivované, keď sú nízke
Alternatívy a ekvivalentné možnosti
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. Konfigurácia a funkcie PIN
74HC595 má 16 kolíkov, ktorých usporiadanie dokazuje svoju univerzálnosť:
- SER (PIN 1): Brána pre sériové údaje, Ser Pin, pomáha pri bit-by-bitovom prenose do čipu.Iniciuje prenos údajov paralelne, jeden hodinový impulz naraz.
- RCLK (PIN 2): Pôsobenie ako vstup do registra hodín, RCLK dohliada na pohyb údajov z posunového registra do výstupného registra, čím sa zabezpečuje synchronizované ukladanie údajov.
- SRCLK (PIN 3): Tento posunový registračný vstupný kolík súradnice posunových operácií, riadenie tempa konverzie údajov.
- OE (PIN 4): Vstup povolený výstup označuje prenos údajov cez výstupné kolíky, prepínanie medzi povolenými a deaktivovanými stavmi prostredníctvom úrovne napätia.
- DS (PIN 5): Obojsmerný vstup sériových údajov poskytuje DS alternatívny bod zadávania údajov, čím sa zvyšuje flexibilita komunikácie.
- ST_CP (PIN 6): Vstup Trigger Clock Clock Output Skladuje načasovanie ukladania údajov vo výstupných špendlíkoch, čo odráža zmeny v spúšťacom signáli spúšťača ukladania.
- SH_CP (PIN 7): Ovláda vstupný vstup v registri posunu, SH_CP je rozhodujúci pre migráciu údajov v poradí do registra smeny.
- Q7 '(PIN 8) až Q0-Q7 (PIN 9-16): Tieto výstupné kolíky predstavujú jadro šírenia paralelných údajov, ktoré odrážajú údaje registra posunu od najnižšieho na najvyšší bit.
3. Logická schéma 74HC595
4. Aplikácie 74HC595
74HC595 vyniká vo viacerých oblastiach a predstavuje jeho prispôsobivosť a efektívnosť:
Ovládanie relé: Jeho funkčnosť paralelného výstupu umožňuje súčasné riadenie viacerých relé, z ktorých každé je schopné manipulovať s jedným alebo viacerými elektrickými zariadeniami.To umožňuje vytváranie dynamických a robustných systémov elektrického riadenia.
Rozšírenie digitálneho výstupu: Pripojením výstupných kolíkov mikrokontroléru k sériovému vstupu 74HC595 sa výstupné porty môžu pohodlne rozšíriť, čím sa rozširuje riadenie nad ostatnými zariadeniami.
Ovládanie displeja: V scenároch riadenia LCD, 74HC595 hladko prenáša zobrazovanie údajov na obrazovku pomocou svojej sériovej konverzie na paralelné, čím sa zabezpečuje plynulé aktualizácie textu, obrázkov alebo videa.
Hudobné beatky: Integrácia algoritmov riadenia rytmu s modelom 74HC595 môže vytvárať efekty LED perfektne synchronizované s hudobným rytmom.Táto fúzia zachytáva podstatu hudobných rytmov a transformuje ich na podmanivé LED displeje rôznych frekvencií, jasu a farieb.
5. Použite prípady 74HC595
5.1 Navrhovanie viacciferného LED displeju s použitím 74HC595
5.1.1 Metóda statického zobrazenia
V oblasti statických displejov je každý výber segmentu LED zložito pripojený k paralelným výstupom 74HC595.Táto schéma pripojenia umožňuje každej číslice nezávisle zobrazovať, pričom zmeny znakov sú priamo spravované výstupmi jednotlivých čipov 74HC595.
- Paralelné výstupy: Každý 74HC595 riadi číslicu.
- Zmeny znakov: Displej môže zobrazovať rôzne znaky.
- Hoci je prostriedok náročný na zdroje, ktoré si vyžadujú čipy N 74HC595 a n+3 I/O linky pre N-ciferné LED displej, táto metóda tiež zdôrazňuje dôsledky zložitosti a nákladov spojených s viaccifernými LED displejmi LED.
5.1.2 Metóda dynamického zobrazenia
Na zjednodušenie návrhu obvodu, zníženie nákladov a uloženie systémových zdrojov pre viacciferné LED displeje sa prijme zjednotený prístup.Tu sú kódy segmentov všetkých číslic paralelly a spravované jediným čipom 74HC595.
- Unified Control: Jeden 74HC595 riadi všetky číslicové segmenty.
- Metóda skenovania: Znaky sa zobrazujú postupne na LED.
- Pomocou technológie skenovania sa v ktoromkoľvek danom okamihu zobrazuje iba jeden znak LED, pričom cez každú číslicu sa cykluje, aby sa predložili zamýšľané znaky.Funkcia západky 74HC595 eliminuje potrebu ďalších oneskorení, čo uľahčuje pretrvávanie efektu zraku bez obetovania prevádzkovej rýchlosti.
5.2 Návrh obvodu hnacích obvodov LED pomocou čipu 74HC595
Čip 74HC595 je členom série 74, známy pre svoju rýchlu prevádzku, nízku spotrebu energie a ľahké použitie.Slúži ako účinný most medzi mikrokontrolérmi a displejmi LED, ktorý ponúka mnoho výhod.
5.2.1 LED displeje
LED displeje, najmä siedmich segmentových LED displeje, sú uprednostňované pre ich nákladovú efektívnosť, nízku spotrebu energie a spoľahlivosť.Aj keď sú k dispozícii vyhradené vodiči LED bohaté na funkcie, ich vyššie náklady sú 74HC595 preferovanou voľbou pre rozpočtové a zjednodušené systémy.
Výhody použitia 74HC595: rýchla rýchlosť, nízka spotreba energie, schopná riadiť rôzne počty LED diód.
Flexibilita a výkonová účinnosť: 74HC595 umožňuje ľahké ovládanie jasu a operácie úspory energie, vhodné pre bežné anódové aj bežné katódové displeje.
Flexibilita a výkonová účinnosť: 74HC595 umožňuje ľahké ovládanie jasu a operácie úspory energie, vhodné pre bežné anódové aj bežné katódové displeje.
5.2.2 Návrh s použitím 74HC595 CHip
Toto nastavenie je ilustrované prostredníctvom dizajnu rozhrania s mikrokontrolérom AT89C2051 a 74HC595, ktorý predstavuje displej napätia pomocou troch digitálnych skúmaviek, zdôrazňuje dôležitosť usporiadanej prezentácie údajov a nastaviteľného jasu.
Kontrolné kolíky (p115, p116, p117): Spravujte jas a postupnosť LED displeja.
6. Zlepšenie jazdy v 74HC595
Vyrovnanie alebo ovládače: Používanie vyrovnávacích pamätí ako 74LS244 (jednosmerné) alebo 74LS245 (obojsmerný) môže zvýšiť silu a stabilitu signálu.
Primerané napájanie: Zabezpečenie zdroja napájania je v rámci odporúčaného rozsahu napätia a má dostatok energie na splnenie požiadaviek na zaťaženie je rozhodujúce pre optimálny výkon.
Obvody externých hnacích obvodov: Na záťaže presahujúce schopnosť priameho výstupu 74HC595, externých hnacích obvodov pomocou tranzistorov, FET alebo vyhradených čipov ovládačov môžu zosilniť výstupný signál.
Úvahy o rozložení PCB: Minimalizácia odporu a indukčnosti v stopách DPS môže zlepšiť účinnosť prenosu signálu a zároveň sa vyhnúť nadmernému šumu a rušeniu na udržanie kvality signálu.
Vhodné odpory na zaťaženie: Výber odporov zaťaženia založený
V charakteristikách zariadenia na zaťaženie môže zabrániť nadprúdovým situáciám, ktoré by mohli poškodiť čip 74HC595.
Konfigurácia paralelného výstupu: Pre aplikácie vyžadujúce veľké množstvo zariadení s podobnými požiadavkami na jazdu, paralelné s výstupmi viacerých čipov 74HC595 môže zvýšiť celkovú jazdnú schopnosť za predpokladu, že kombinovaný prúd nepresiahne maximálny výstupný limit čipu.
Často kladené otázky
1. Je mikrokontrolér 74HC595?
Model 74HC595 je register posunu pracujúceho na sérii v paralelnom protokole.Prijíma sériovo údaje z mikrokontroléra a potom tieto údaje odošle prostredníctvom paralelných kolíkov.
2. Aká je funkcia 74HC595?
74HC595 je vysokorýchlostné zariadenie CMOS.Osembitový radový register prijíma údaje zo sériového vstupu (DS) pri každom kladnom prechode hodinov Shift Register (SHCP).Ak je nastavená na nízku, funkcia Reset nastavuje všetky hodnoty registra posunu na nulu nezávisle od všetkých hodín.
3. Koľko prúdu môže vydržať 74HC595?
DataShet pre model 74HC595 uvádza, že každý výstup môže poskytnúť najmenej 35 mA prúdu, pretože ide o maximálny povolený výstupný prúd.To jasne presahuje 25 mA povolené µC.Ďalším obmedzením je celkové množstvo prúdu poskytnutého v 74HC595, ktoré by nemalo prekročiť 70 mA.
4. Aký je rozdiel medzi MAX7219 a 74HC595?
Model 74HC595 je registrom radenia, zatiaľ čo MAX7219 je multiplexovaný ovládač displeja.Preto nerobia to isté.Ak použijete multiplexovaný displej, MAX7219 by bolo (viac) ľahko použiteľné s Picaxe, pretože úloha multiplexovania displeja vykonáva MAX7219 a nie Picaxe, ale je drahšia.