74HC595芯片工作原理与使用方法详解

74HC595芯片工作原理与使用方法详解

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/qq_51182593/article/details/137259777

74HC595芯片是一种常用的串行输入并行输出（Shift-Register）芯片，广泛应用于各种电子设备中，特别是在需要扩展I/O口的场合。本文将详细介绍74HC595芯片的各个引脚功能、工作原理以及使用方法。

74HC595芯片引脚图及说明

引脚功能说明：

1. 14脚（DS/SER）：串行数据输入引脚
2. 13脚（OE）：输出使能控制脚，低电平有效
3. 12脚（RCK/STCP）：存储寄存器时钟输入引脚
4. 11脚（SCK/SHCP）：移位寄存器时钟引脚
5. 10脚（MR）：复位引脚，低电平清空移位寄存器
6. 9脚：串行数据出口引脚，用于级联
7. Q0~Q7：并行输出引脚

使用参数：

• VCC：工作电压范围2V~6V，推荐使用5V
• IQn：最大输出电流±35mA

注意事项：

• 第一个从SER送入的bit将会从Q7出去。

74HC595芯片工作原理

74HC595最重要的功能是实现串行输入并行输出。芯片内部包含两个8位寄存器：移位寄存器和存储寄存器。

移位寄存器

移位寄存器的工作方式类似于弹夹，数据依次输入并存储。具体来说：

1. 数据从14脚（DS/SER）串行输入
2. 每次输入一个bit，需要8次才能完成一个字节的输入
3. 11脚（SCK/SHCP）为移位寄存器时钟引脚，上升沿有效，控制数据移位

以下是前两个bit输入的动态模拟图：

存储寄存器

存储寄存器用于保存从移位寄存器传输过来的数据，并通过Q0~Q7引脚并行输出。具体工作原理如下：

1. 12脚（RCK/STCP）为存储寄存器时钟引脚，上升沿有效
2. 当12脚收到上升沿信号时，移位寄存器中的数据被传输到存储寄存器
3. 存储寄存器中的数据不会因一次输出而消失，除非有新的数据覆盖

级联使用

通过将多个74HC595芯片串联，可以实现更大容量的数据输入和输出。具体方法是将一个芯片的串行数据出口（9脚）连接到下一个芯片的串行数据输入（14脚）。

使用示例代码

以下是一个控制74HC595芯片的示例代码：

// ****************************************************************************
// 595控制操作函数
// ****************************************************************************
void HC595_Send(u16t Data)
{
    u16t mbx;
    
    for(mbx = 0; mbx < 16; mbx++)
    {
        SHCP_595 = 0;
        if(Data & 0x8000)     // DS引脚输出高电平
        {
            DS_595 = 1;
        }
        else                  // 否则输出低电平
        {
            DS_595 = 0;
        }        
        Data <<= 1; 
        SHCP_595 = 1;
    } 
    SHCP_595 = 0;    
    Delay(2);
    STCP_595 = 1;
    Delay(2);
    STCP_595 = 0;
    Delay(2);
    OE_595 = 0;
}

这段代码展示了如何通过串行方式向74HC595芯片发送16位数据，并最终将数据输出到并行引脚。

总结

74HC595芯片通过其独特的串行输入并行输出功能，为电子工程师提供了一种灵活的I/O扩展方案。通过理解其内部的移位寄存器和存储寄存器的工作原理，可以更好地利用该芯片实现各种控制和数据传输任务。