El 74HC595 ChipWie aus seinem Namen hervorgeht, handelt es sich um eine gedruckte Schaltung, die eine CMOS-Schaltung im Inneren implementiert. Insbesondere ist es ein Schieberegister. Für diejenigen, die diese Register noch nicht kennen, handelt es sich im Grunde genommen um eine sequentielle digitale Schaltung, dh ihre Werte im Ausgang hängen einfach von den Werten des Eingangs und den zuvor gespeicherten Werten ab.
Das unterscheidet sie von Kombinationen, dass die Ausgaben nur vom Wert der Eingabe abhängen. Dieses Register besteht aus einer Reihe von D-Flip-Flops oder Flip-Flops, die von einem Taktsignal gesteuert werden. Jene Flip Flops sind Erinnerungen die einen vorherigen Wert behalten. Jeder speichert ein bisschen und aus seinem Namen können Sie auch ableiten, dass er sie verschieben kann. Indem wir die Bits von einer Seite zur anderen laufen lassen, können wir ziemlich interessante digitale Operationen ausführen.
Schieberegistertypen
Nach Art der Verschiebung Da sie dies für die von ihnen gespeicherten Bits tun, können die Register von verschiedenen Typen sein. Sie können sich bidirektional nach links oder rechts bewegen, aber die Reihenfolge bestimmt den Typ, auch in anderen Fällen werden sie auch anhand der Ein- und Ausgänge katalogisiert:
- Serie-Serie: diejenigen, bei denen nur das erste Flip-Flop Daten empfängt und die in Reihe geschaltet werden, bis das vollständige Register gefüllt ist. Das letzte Flip-Flop ist dasjenige, das direkt mit dem Ausgang verbunden ist und über das das Register verlassen wird.
- Parallel-Serie: Die Bits werden parallel geschaltet, um gleichzeitig in allen Flip-Flops gespeichert zu werden, aber dann gehen sie in Reihe aus. Sie können verwendet werden, um von Serien zu Parallel und umgekehrt zu konvertieren.
- Serien-Parallel: Ähnlich wie beim vorherigen sind alle Ausgänge von allen Flip-Flops gleichzeitig zugänglich. Die Daten werden jedoch nur vom ersten in Reihe eingegeben.
- Parallel-Parallel- Daten werden parallel und parallel ausgegeben.
Unter den bekanntesten Schaltungen haben wir die 74HC595, 74HC164, 74HC165, 74HC194, usw. Der 194 ist universell, er kann nach Belieben konfiguriert werden. Auf der anderen Seite haben wir andere bidirektionale wie 165 und 164, daher bewegt es sich nach links oder rechts, wie mit dem Richtungssteuersignal angegeben, aber sie haben nur eine Konfiguration: parallele Eingänge und serieller Ausgang und serieller Eingang und parallele Ausgabe.
Wofür ist ein Schieberegister?
Warum Bits verschieben? Das Verschieben von Datenbits kann sehr praktisch sein. Ein Grund ist, dass Sie die Werte für einen bestimmten Zweck verschieben müssen. Das Verschieben beinhaltet aber auch das Ausführen einiger Operationen an den gespeicherten Bits. Zum Beispiel ist das Verschieben eines Satzes von Bits nach links wie das Multiplizieren mit 2. Das Verschieben nach rechts ist wie das Teilen mit 2. Daher kann es sehr praktisch sein, eine binäre Multiplikation und Division durchzuführen ...
Sie werden auch verwendet, um Pseudozufallswerte zu erzeugen, für aufeinanderfolgende Näherungen, die in Analog / Digital-Wandlern weit verbreitet sind, um zu verzögern usw. Die Verwendungen in logische digitale Schaltungen Es ist ziemlich häufig, daher ist es nicht ungewöhnlich, dass sie in einem Projekt verwendet werden müssen.
74HC595 Funktionen
El 74HC595 ist ein ziemlich einfacher IC. Es ist ein 8-Bit-Schieberegister, dh es hat 8 Flip-Flops zum Speichern von 8 Bits. Die Pinbelegung oder die Pins dieses Chips sind im obigen Bild zu sehen, wobei Vcc und GND für die Leistung und dann die als Q gekennzeichneten die Daten sind. Der Rest entspricht Takt- / Steuersignalen.
Die Eingang hat es in Reihe und Ausgang parallel. Daher können mit einem einzigen Eingang diese 8 Ausgänge gleichzeitig gesteuert werden. Sie benötigen nur drei Pins vom verwendeten Mikrocontroller (z. B. Arduino), um ihn anzusteuern. Das sind Latch, Clock und Data. Die Verriegelung ist in diesem Fall Pin 13, obwohl sie variieren kann. Lesen Sie daher das Datenblatt Ihres Herstellers. Die Uhr kann 11 oder andere sein, und das Datenbit ist 14.
La Uhrzeichen Es speist die Schaltung, um den Beat oder Rhythmus zu bestimmen, bei dem es arbeiten wird. Die Datenausgabe ändert das Verhalten des Chips. Wenn beispielsweise von LOW nach HIGH gewechselt wird und der neue Takt durch Durchlaufen des Takts von HIGH nach LOW erzeugt wird, wird die aktuelle Position aufgezeichnet, an der sich die Verschiebung befindet, der von diesem Datenstift eingegebene Wert. Wenn Sie dies 8 Mal wiederholen, haben Sie alle 8 Positionen aufgezeichnet und ein Byte gespeichert (Q0-Q7).
Verwenden Sie mit Arduino
Vielleicht um es klarer zu machen ein Beispiel mit Arduino Es erklärt es Ihnen auf intuitivere und grafischere Weise, als wenn Sie mit dem Starten theoretischer Daten beginnen. Sie können beispielsweise eine einfache Schaltung mit Arduino und einem 74HC595-Schieberegister erstellen, um mit einigen Lichtern oder LEDs zu spielen. Eine andere etwas bessere und einfachere Option ist die Verwendung einer 7-Segment-Anzeige, um die Werte aus dem Register zu lesen.
Das Diagramm ist das, das Sie im vorherigen Bild sehen können, sobald der Arduino auf diese Weise mit dem verbunden ist 74HC595 und das Display, Es bleibt nur die Programmierung mit der Arduino IDE und wir werden die Möglichkeiten des Schieberegisters sehen. Der Code wäre der folgende mit einer Reihe von Binärcodes 0bxxxxxxxx, wobei x Bits:
const int latchPin = 8; // Pin conectado al Pin 12 del 74HC595 (Latch)
const int dataPin = 9; // Pin conectado al Pin 14 del 74HC595 (Data)
const int clockPin = 10; // Pin conectado al Pin 11 del 74HC595 (Clock)
int i =0;
const byte numeros[16] = {
0b11111100,
0b01100000,
0b11011010,
0b11110010,
0b01100110,
0b10110110,
0b10111110,
0b11100000,
0b11111110,
0b11100110,
0b11101110,
0b00111110,
0b10011100,
0b01111010,
0b10011110,
0b10001110
};
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(latchPin, OUTPUT);
pinMode(clockPin, OUTPUT);
pinMode(dataPin, OUTPUT);
}
void loop() {
for (i=0;i<16;i++) {
delay(1000);
digitalWrite(latchPin, LOW);
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, numeros[i]);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
}
}
Datenblätter
Auf dem Markt finden Sie verschiedene 74HC595 Chips von verschiedenen Herstellern. Eines davon ist das mythische Texas Instruments oder Ti, aber wie auch immer, jeder Hersteller sollte Ihnen das Datenblatt zum Herunterladen anbieten von seiner offiziellen Website. Sie können auch einige andere wie die in finden ON Semiconductor, Sparkfun, STMicroelectronics, NXP usw.