74HC595: Kattava opas korkeatehokkuuteen 8-bittiseen vaihtosirun siruihin
Siirtorekisterit ovat laitteita, jotka käyttävät peräkkäistä logiikkaa binaaristen tietojen tallentamiseen ja lähettämiseen.Ne ovat kaksisuuntaisia piirejä, jotka siirtävät jokaisen databitin tulosta ulostulosta jokaisen kellopulssin kanssa.Tällä hetkellä on olemassa erilaisia siirtorekisterien malleja, joista 74HC595 on sellainen sarja-toisiinsa suuntautuva lähtörekisteri.Sen tehtävänä on muuntaa sarjasignaalit yhdensuuntaisiksi signaaleiksi, joita käytetään yleisesti erilaisten digitaalisten putkien ja DOT -matriisinäyttöjen ajamisessa.Tämä artikkeli esittelee sen erityiset tiedot PIN -määrityksen ja sovelluksen näkökohdista.Luettelo
1. Yleiskatsaus 74HC595: stä
2. Pin -kokoonpano ja toiminnot
3. 74HC595: n logiikkakaavio
4. 74HC595: n sovellukset
5. Käyttötapaukset 74HC595
6. 74HC595: n ajokyvyn parantaminen
1. Yleiskatsaus 74HC595: stä
74HC595 on 8-bittinen siirtorekisteri, joka yhdistää sarjatulon rinnakkaislähtöön ja tarjoaa ainutlaatuiset Tri-State-lähtövaihtoehdot.Tämä kompleksi komponentti toimii vastaanottamalla sarjatiedot sarjatiedon syöttöön (SDI) kautta sarjakellon nousevalla reunalla (SCK).Sisäinen 8-bittinen siirtorekisteröinti käsittelee datan, joka lähtee peräkkäin Q7 '-päätteestä-sarjatiedon suurin piste.
- Sarjakello (SCK): laukaisee nousevaan reunaan
- Sarjadatan syöttö (SDI): Vastaanottelut
- Q7 'pääte: Korkeimman bitin sarjatiedon lähtö
- Muutos rinnakkaislähtöksi etenee salvan ohjauksen nousevalla reunalla (LCK).Juuri tällä hetkellä 8-bittisen siirtorekisterin tiedot lukitaan 8-bittiseen rinnakkaislähtörekisteriin.Rinnakkaislähtöjen paljastamat arvot ovat samat kuin niihin tallennetut arvot riippuen lähtöä (OE) -signaalista (OE) on alhainen (käytössä).
- Latchan ohjaus (LCK): Aktivoitu nousevalla reunalla
- Lähtö käyttöön (OE): aktivoitu, kun matala
Vaihtoehdot ja vastaavat vaihtoehdot
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. Pin -kokoonpano ja toiminnot
74HC595: llä on 16 nastaa, joiden asettelu todistaa sen monipuolisuuden:
- SER (PIN 1): Sarjatietojen yhdyskäytävä, SER-nasta, auttaa bit-bittisessä siirrossa siruun.Se aloittaa tiedonsiirron rinnakkain, yhden kellon pulssin kerrallaan.
- RCLK (PIN 2): Rekisterikellon syöttönä RCLK valvoo datan liikettä siirtorekisteristä lähtörekisteriin varmistaen synkronoidun tietojen tallennuksen.
- SRCLK (PIN 3): Tämä siirtorekisterin kellotulon PIN -koordinaatit siirtotoiminnot, datan muuntamisen vauhdin hallinta.
- OE (PIN 4): Lähtöotoksen tulo osoittaa tiedonsiirron lähtötappien kautta, kytkemällä käyttöön otettujen ja käytöstä poistettujen tilojen välillä sen jännitetason kautta.
- DS (PIN 5): Kaksisuuntainen sarjatiedon syöttö, DS tarjoaa vaihtoehtoisen tietojen syöttöpisteen, mikä parantaa viestinnän joustavuutta.
- ST_CP (PIN 6): Lähtövarasto Trigger -kellon syöttö säätelee tietojen tallentamisen ajoitusta lähtötapissa, heijastaen muutoksia myymälän liipaisimen kellonsignaalissa.
- SH_CP (PIN 7): Ohjaa siirtorekisterin kellotuloa, SH_CP on ratkaisevan tärkeä tietojen siirtämisessä sekvenssissä siirtorekisteriin.
- Q7 '(nasta 8)-Q0-Q7 (nastat 9-16): Nämä lähtötapit edustavat rinnakkaistietojen etenemisen ydintä, joka toistaa siirtorekisterin tiedot alimmasta korkeimpaan.
3. 74HC595: n logiikkakaavio
4. 74HC595: n sovellukset
74HC595 on erinomainen useilla alueilla, mikä osoittaa sen sopeutumiskyvyn ja tehokkuuden:
Releen hallinta: Sen rinnakkaislähtötoiminto mahdollistaa useiden releiden samanaikaisen hallinnan, jokainen pystyy käsittelemään yhtä tai useampaa sähkölaitetta.Tämä mahdollistaa dynaamisten ja vankkajen sähköisten ohjausjärjestelmien luomisen.
Digitaalinen lähtölaajennus: Yhdistämällä mikrokontrollerin lähtötapit 74HC595: n sarjatuloon, lähtöportit voidaan laajentaa kätevästi, laajentaen siten muiden laitteiden hallintaa.
Näytön hallinta: LCD-ohjausskenaarioissa 74HC595 siirtyy sujuvasti näyttötiedot näytölle käyttämällä sarjansa-toisiinsa muuntamista, varmistamalla tekstin, kuvien tai videon saumattomat päivitykset.
Musiikki Beat Lights: Beat -ohjausalgoritmien integrointi 74HC595: n kanssa voi luoda LED -tehosteita, jotka on synkronoitu täydellisesti musiikkirytmin kanssa.Tämä fuusio vangitsee musiikin rytmin olemuksen muuttamalla ne kiehtoviksi LED -näytöiksi, joilla on erilaisia taajuuksia, kirkkautta ja värejä.
5. Käyttötapaukset 74HC595
5.1 Moninumeroisen LED-näytön suunnittelu 74HC595: n avulla
5.1.1 Staattinen näyttömenetelmä
Staattisten näyttöjen valtakunnassa jokainen LED -segmentin valintaviiva on monimutkaisesti kytketty 74HC595: n rinnakkaisiin lähtöihin.Tämä yhteysjärjestelmä antaa jokaiselle numerolle mahdollisuuden näyttää itsenäisesti merkkimuutokset, joita hallitaan suoraan yksittäisten 74HC595 -sirujen lähtöillä.
- Rinnakkaiset lähdöt: Jokainen 74HC595 ohjaa numeroa.
- Hahmot muutokset: Näyttö voi näyttää erilaisia merkkejä.
- Vaikka resurssiintensiivinen, n-digit-LED-näytön N 74HC595-sirujen ja N+3 I/O-linjojen vaatiminen, tämä menetelmä korostaa myös moninumeroisiin LED-näytöihin liittyviä monimutkaisuus- ja kustannusvaikutuksia.
5.1.2 Dynaaminen näyttömenetelmä
Piirinsuunnittelun yksinkertaistamiseksi, kustannusten vähentämiseksi ja moninumeroisten LED-näytöiden järjestelmän resurssien säästämiseksi käytetään yhtenäistä lähestymistapaa.Tässä kaikkien numeroiden segmenttikoodit ovat rinnakkain ja hallitaan yhdellä 74HC595 -sirulla.
- Yhtenäinen ohjaus: Yksi 74HC595 säätelee kaikkia numerot segmenttejä.
- Skannausmenetelmä: merkit näytetään peräkkäin LED -levyissä.
- Skannaustekniikan avulla vain yksi LED -merkki näytetään milloin tahansa, pyöräilee jokaisen numeron läpi tarkoitettujen merkkien esittämiseksi.74HC595: n salpafunktio eliminoi lisäviiveiden tarpeen, mikä helpottaa näkövaikutuksen jatkuvuutta uhraamatta toimintanopeutta.
5.2 LED -käyttöpiirin suunnittelu 74HC595 -sirulla
74HC595 -siru on 74 -sarjan jäsen, joka tunnetaan nopeasta toiminnastaan, pienestä virrankulutuksestaan ja helppokäyttöisyydestä.Se toimii tehokkaana siltana mikrokontrollerien ja LED -näytöiden välillä, mikä tarjoaa monia etuja.
5.2.1 LED -näytöt
LED-näytöt, etenkin seitsemän segmentin LED-näytöt, suositaan niiden kustannustehokkuuteen, alhaiseen virrankulutukseen ja luotettavuuteen.Vaikka ominaisuusrikkaat omistetut LED-ohjaimet ovat saatavilla, niiden korkeammat kustannukset tekevät 74HC595: stä suositun valinnan budjettitietoisille ja yksinkertaistettuille järjestelmille.
74HC595: n käytön edut: Nopea nopeus, pieni virrankulutus, joka pystyy ajamaan erilaisia LED -määriä.
Joustavuus ja tehotehokkuus: 74HC595 mahdollistaa helpon kirkkaudenhallinnan ja energiansäästöoperaatiot, jotka sopivat sekä yhteiseen anodiin että yleiseen katodiesiin.
Joustavuus ja tehotehokkuus: 74HC595 mahdollistaa helpon kirkkaudenhallinnan ja energiansäästöoperaatiot, jotka sopivat sekä yhteiseen anodiin että yleiseen katodiesiin.
5.2.2 Suunnittelu 74HC595 CH: llaIP -IP
Tätä asennusta havainnollistetaan käyttöliittymäkuviolla AT89C2051 -mikrokontrollerilla ja 74HC595: llä, esittelemällä jännitesäyttö kolmella digitaalisella putkella, korostaen järjestäytyneen datan esityksen ja säädettävän kirkkauden merkitystä.
Ohjaustapit (P115, P116, P117): Hallitse LED -näyttöjen kirkkautta ja sekvenssiä.
6. 74HC595: n ajokyvyn parantaminen
Puskurit tai kuljettajat: Puskureita, kuten 74LS244 (yksisuuntainen) tai 74LS245 (kaksisuuntainen), voi parantaa signaalin ajovoimaa ja vakautta.
Asianmukainen virtalähde: Virtalähteen varmistaminen on suositellut jännitealueella ja sillä on riittävästi tehoa kuormitusvaatimusten täyttämiseen on ratkaisevan tärkeää optimaalisen suorituskyvyn kannalta.
Ulkoiset käyttöpiirit: Kuormille, jotka ylittävät 74HC595: n suoran lähtökyvyn, ulkoiset käyttöpiirit transistorit, FET -tiedostot tai erilliset ohjainsirut voivat vahvistaa lähtösignaalin.
PCB: n asettelun näkökohdat: Resistenssin ja induktanssin minimointi PCB -jäljissä voi parantaa signaalin lähetystehokkuutta välttäen liiallista kohinaa ja häiriöitä signaalin laadun ylläpitämiseksi.
Sopivat kuormitusvastukset: Kuormitusvastuspohjaisten valitseminen
Kuormituslaitteen ominaisuuksista voi estää ylivirtatilanteita, jotka voivat vahingoittaa 74HC595 -sirua.
Rinnakkaislähtökonfiguraatio: Sovelluksissa, jotka vaativat suurta määrää laitteita, joilla on samanlaisia ajovaatimuksia, useiden 74HC595 -sirujen tulosten rinnakkaisuus voi parantaa kokonais ajokyvyä, mikäli yhdistetty virta ei ylitä sirun enimmäislähtörajaa.
Usein kysyttyjä kysymyksiä
1. Onko 74HC595 mikrokontrolleri?
74HC595 on siirtorekisteri, joka toimii sarjassa rinnakkaisprotokollassa.Se vastaanottaa tietoja sarjamikrokontrollerilta ja lähettää sitten tiedot rinnakkaisten nastajen kautta.
2. Mikä on 74HC595: n toiminta?
74HC595 on nopea CMOS-laite.Kahdeksan-bittinen siirtorekisteri hyväksyy tiedot sarjantulosta (DS), kun jokainen siirtymärekisterin kellon (SHCP) positiivinen siirtymä.Kun asetetaan alhaiseksi, nollaustoiminto asettaa kaikki siirtorekisteriarvot nollaan kaikista kelloista riippumattomasti.
3. Kuinka paljon virtaa 74HC595 voi kestää?
74HC595: n tietotapauksessa todetaan, että jokainen lähtö voi tarjota vähintään 35 mA virtaa, koska tämä on suurin sallittu lähtövirta.Tämä ylittää selvästi µC: n salliman 25 mA.Toinen rajoitus on 74HC595: n toimittaman virran kokonaismäärä, ei saisi ylittää 70 mA.
4. Mitä eroa on MAX7219 - 74HC595: n välillä?
74HC595 on siirtorekisteri, kun taas MAX7219 on multipleksoitu näyttöohjain.Siksi he eivät tee samaa asiaa.Jos käytät multipleksoitua näyttöä, Max7219 olisi (enemmän) helppokäyttöinen Picaxen kanssa, koska multipleksoinnin tehtävä suoritetaan Max7219: llä eikä Picaxella, mutta se on kalliimpaa.