LED显示器由于其成本低、功耗低和性能稳定，被广泛应用于不同类型的仪器中。市场上有不同的LED驱动器，但价格昂贵。因此，基于74HC595移位寄存器的LED驱动器具有许多优点，如制造简单、成本低、功耗低、速度快、可利用多个LED等。


什么是74HC595移位寄存器？

类似于74HC595的IC是一种移位寄存器，其包括具有移位寄存器的D型锁存器。该集成电路获得串行输入数据，并通过并行引脚进行传输。它还提供串行输出和并行输出。它还包括用于移位寄存器和D锁存器的单独CLK输入。

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74HC595移位寄存器

该移位寄存器属于逻辑器件中的HC系列，因此用于基于CMOS的应用。
74HC595集成电路包括两个内置寄存器，如移位寄存器和存储寄存器。这里，只要数据锁存引脚为高电平，就可以逐位串行地将数据传输到存储寄存器。

引脚配置

这个74HC595移位寄存器的引脚配置r如下所示。该IC包括16个引脚，其中每个引脚及其功能将在下面讨论。

74HC595 IC Pin Configuration
74HC595 IC引脚配置

引脚：1、2、3、4、5、6、7、15（输出引脚）：这些输出引脚用于通过任何显示设备连接，以显示LED、7段显示器等存储寄存器的数据。

引脚-08（接地）：该引脚连接到电路的GND。

引脚09（Q7）：此引脚为非反相串行数据o/p，此引脚主要用于级联目的。

引脚10（主复位）：这是一个异步且有效的低引脚，用于简单地重置移位寄存器。通过使用此输入，8位锁存器将不会产生影响。一旦低信号被施加到该引脚，则寄存器将复位。

引脚11（SH_CP）：该引脚是移位寄存器的CLK输入引脚，在施加到该引脚的每个正CLK信号转换时，数据可以从串行i/p引脚移动到8位寄存器。

引脚12（ST_CP）：这是一个带有寄存器有效高引脚的时钟输入。在该引脚处，正信号变化主要用于向o/p引脚更新数据。

引脚13（OE）：这是一个有效的低引脚，一旦该引脚为低，则存储寄存器中的数据将在o/p处进入视野。一旦施加高信号，则通过将其推入高阻抗状态来关闭输出。但是，任何操作都不会影响串行输出。

引脚14（DS）：这是一个串行数据输入引脚，用于提供输入数据

引脚16（Vcc）：在该引脚处，可以提供+ve正电源。

功能和规格

74HC595移位寄存器的功能包括以下内容。

  • 8位SISO移位寄存器
  • 这些移位寄存器在不同的包中可用，如16引脚GDIP、PDIP和PDSO
  • 工作电压范围为2V至6V
  • 4.5V时的最大时钟频率为25 MHz
  • 功率利用率为80uA
  • 为了获得更多的输出，我们可以简单地级联更多的芯片
  • 下沉电流为35mA
  • 低电平输入电压最大值：1.35V
  • 高电平i/p电压最小3.15V
  • 最大静态电流为80µA
  • 最大输入电流为1µA
  • 偏移频率为DC-30 MHz

何时使用移位寄存器？

通常，移位寄存器在节省微控制器引脚方面起着关键作用，因为每个微控制器包括有限数量的输入/输出引脚。

例如，在LED驱动项目中，如果我们想控制16个LED，那么它们需要16个微控制器引脚。在某些情况下，我们没有16个I/O引脚，然后使用移位寄存器。一旦两个移位寄存器串联，只需借助3个I/O引脚就可以控制16个LED。如果我们使用更多的移位寄存器，那么我们可以为进一步的处理保留几个引脚。

如何使用74HC595移位寄存器？

使用Arduino Uno板的74HC595移位寄存器的电路图包括以下内容。在下面的电路中，74HC595的接口是通过使用Arduino Uno完成的。该电路可以使用不同的电子元件构建，如Arduino Uno、74HC595移位寄存器、8个LED、面包板、1千欧姆电阻器–8个、连接线和5V电源。

74HC595 IC Circuit using Arduino Uno
74HC595使用Arduino Uno的IC电路

在上述电路中，Arduino Uno板的引脚4连接到移位寄存器的串行输入引脚。之后，将引脚11和引脚12连接到Arduino板的引脚5和引脚6。将带有8个1千欧姆电阻器的8个LED连接到移位寄存器的输出引脚-8，并为IC提供5V电源，而不是从Arduino板提供5V电源。

上述电路的工作原理是，一旦LED字节变量设置为低，上述电路中的所有LED都将关闭。通过使用BySet函数，每个位都被设置为高电平，并通过移出函数移出。

同样，每个LED都将以类似方式激活。这里，位清除功能用于关闭LED。通过这种方式，上述电路中的所有LED将通过74HC595移位寄存器和Arduino Uno板进行控制。

优点和缺点

移位寄存器的优点主要包括以下几个方面。

  • 使用起来很快
  • 它在CDMA中用于生成伪噪声序列号。
  • 与转换器电路相比，数据可以非常容易地转换
  • 信号延迟可以通过使用这个移位寄存器来完成
  • 设计简单
  • 这可以用于加密/解密数据。
  • 可以跟踪数据
  • 移位寄存器的缺点是，输出电流强度不强

应用

这个74HC595移位寄存器的应用包括以下内容。

  • 该IC用于驱动多个LED
  • 服务器
  • 捕获和保持逻辑
  • 网络交换机
  • 从串行到并行的简单数据转换
  • 行业控制
  • 扩展MCU/MPU上的GPIO引脚
  • 电子设备
  • 电力基础设施
  • 用于LED矩阵或立方体项目
  • 用于级联应用程序
  • 用于LCD接口

因此，这一切都是关于74HC595移位寄存器的概述。移位寄存器有两种类型，如SIPO或PISO，代表串行输入并行输出和并行输入串行输出。SIPO的例子是74HC595，而PISO是74HC165。SIPO IC用于控制LED的数量，而PISO IC收集大量输入，如按钮。这里有一个问题，移位寄存器的功能是什么？