El 74HC595チップその名の通り、内部にCMOS回路を実装したプリント回路です。 具体的には、シフトレジスタです。 これらのレジスタをまだ知らない人にとっては、基本的にはシーケンシャルデジタル回路です。つまり、出力の値は、入力の値と保存されている以前の値に依存します。
これは、出力が入力の値にのみ依存するという組み合わせとは異なります。 このレジスタは、クロック信号によって命令される一連のDタイプのフリップフロップまたはフリップフロップで構成されています。 それら フリップフロップは思い出です 以前の値を保持します。 それぞれが少し格納されており、その名前から、それらをシフトできると推測することもできます。 片側から反対側にビットを実行することにより、非常に興味深いデジタル操作を行うことができます。
シフトレジスタタイプ
従った 変位のタイプ それらが格納するビットで行うこと、レジスタはさまざまなタイプにすることができます。 それらは左右に移動でき、一部は双方向ですが、タイプを決定するのは順序です。他の場合でも、入力と出力の状態に基づいてカタログ化されます。
- シリーズ-シリーズ：最初のフリップフロップのみがデータを受信し、レジスタ全体がいっぱいになるまで直列に接続されるもの。 最後のフリップフロップは、出力に直接接続され、レジスタが終了するフリップフロップです。
- パラレルシリーズ：ビットは並列になり、すべてのフリップフロップに同時に格納されますが、その後、直列に出力されます。 これらは、直列から並列に、またはその逆に変換するために使用できます。
- シリーズ-パラレル：前のものと同様に、すべての出力はすべてのフリップフロップから同時にアクセスできます。 ただし、データは最初のシリーズでのみ入力されます。
- パラレル-パラレル-データは並行して送信され、並行して送信されます。
最もよく知られている回路の中には、 74HC595、74HC164、74HC165、74HC194、など。 194はユニバーサルであり、必要に応じて構成できます。 一方、165や164などの他の双方向のものがあるため、方向制御信号で指定されているように左または右に移動しますが、構成はXNUMXつだけです：並列入力とシリアル出力、およびシリアルそれぞれ入力と並列出力。
シフトレジスタとは何ですか？
なぜビットをシフトするのですか？ データビットのシフトは非常に実用的です。 2つの理由は、特定の目的のために値をシフトする必要があることです。 ただし、シフトには、格納されているビットに対していくつかの操作を実行することも含まれます。 たとえば、ビットのセットを左にシフトすることは、それらを2で乗算するようなものです。右にシフトすることは、XNUMXで除算するようなものです。したがって、XNUMX進の乗算と除算を行うには、非常に実用的です。
また、疑似乱数値の生成、アナログ/デジタルコンバータで広く使用されている逐次比較、遅延などにも使用されます。 での使用 論理デジタル回路 それは非常に一般的であるため、いくつかのプロジェクトでそれらを使用しなければならないことは珍しいことではありません。
74HC595の機能
El 74HC595はかなり単純なICです。 これは8ビットのシフトレジスタです。つまり、8ビットを格納するための8つのフリップフロップがあります。 このチップのピン配列またはピンは上の画像で見ることができ、電力用のVccとGND、そしてデータであるQとしてマークされたものがあります。 残りはクロック/制御信号に対応します。
ラス 入力は直列で出力は並列です。 したがって、単一の入力で、これらの8つの出力を同時に制御できます。 それを駆動するために必要なのは、使用済みのマイクロコントローラー（例：Arduino）からの13つのピンだけです。 それらは、ラッチ、クロック、およびデータです。 この場合、ラッチはピン11ですが、異なる場合があるため、製造元のデータシートを参照してください。 クロックは14などで、データビットはXNUMXです。
La 時計のサイン 回路に給電して、動作するビートまたはリズムを決定します。 データ出力により、チップの動作が変わります。 たとえば、LOWからHIGHに変更し、クロックをHIGHからLOWに渡すことによって新しいクロックパルスを生成する場合、このデータピンによって入力された値である変位が配置されている現在の位置を記録することができます。 これを8回繰り返すと、8つの位置すべてが記録され、0バイトが格納されます（Q7〜QXNUMX）。
Arduinoで使用する
明確にするために、多分 Arduinoの例 理論データの立ち上げを開始するよりも直感的でグラフィカルな方法で説明します。 たとえば、Arduinoと74HC595シフトレジスタを使用して簡単な回路を作成し、いくつかのライトやLEDで遊ぶことができます。 もう7つのやや優れた単純なオプションは、XNUMXセグメントディスプレイを使用してレジスタから値を読み取ることです。
この図は、Arduinoがそのように接続されると、前の画像で見ることができるものです。 74HC595とディスプレイ、 Arduino IDEでプログラムするだけで、シフトレジスタの可能性がわかります。 コードは次のようになり、一連のバイナリコードが0bxxxxxxxxになります。ここで、xビットは次のとおりです。
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);
}
}
データシート
市場ではあなたが見つけるでしょう さまざまなメーカーのさまざまな74HC595チップ。 それらのXNUMXつは、神話上のTexas InstrumentsまたはTiですが、それでも、各メーカーはダウンロードするデータシートを提供する必要があります。 その公式ウェブサイトから。 また、のような他のいくつかを見つけることができます オン・セミコンダクタ, スパークファン, STマイクロエレクトロニクス、NXPなど。