ב- 2024/03/14 1,037

74HC595: מדריך מקיף לשבבי רישום משמרות ביעילות גבוהה של 8 סיביות

רישומי SHIFT הם מכשירים המשתמשים בהיגיון רצף כדי לאחסן ולהעביר נתונים בינאריים.מדובר במעגלים דו כיווניים שמעבירים כל פיסת נתונים מהקלט לפלט עם כל דופק שעון.נכון לעכשיו, ישנם דגמים שונים של רישומי משמרות, ביניהם 74HC595 הוא מרשם משמרות פלט סדרתי עד מקביל.תפקידה הוא להמיר אותות סידוריים לאותות מקבילים, המשמשים בדרך כלל בנהיגה שבבים לצינורות דיגיטליים שונים ומסכי מטריצת נקודה.מאמר זה יציג את המידע הספציפי שלו מההיבטים של תצורת PIN ויישום.

קָטָלוֹג

סקירה כללית של 74HC595

איור 1:74HC595

THE 74HC595 הוא פנקס משמרות של 8 סיביות המשלב קלט סידורי עם פלט מקביל, המציע אפשרויות פלט ייחודיות של מדינת TRI.רכיב מורכב זה פועל על ידי קבלת נתונים סידוריים באמצעות קלט הנתונים הסדרתיים שלו (SDI) בקצה העולה של השעון הסידורי (SCK).מרשם המשמרת הפנימי של 8 סיביות מעבד את הנתונים, ומוצא ברצף ממסוף Q7 '-הנקודה הגבוהה ביותר של פלט נתונים סדרתי.

• שעון סדרתי (SCK): מופעל על הקצה העולה
• קלט נתונים סידורי (SDI): מקבל נתוני 8 סיביות
• מסוף Q7: פלט נתונים סידורי גבוה ביותר
• ההמרה לפלט מקביל נפרשת בקצה העולה של בקרת התפס (LCK).ברגע זה הנתונים בפנקס המשמרות של 8 סיביות נעולים לפנקס הפלט המקביל של 8 סיביות.הערכים שנחשפו על ידי היציאות המקבילות זהים לאלה המאוחסנים בהם, תלוי בכך שהאות מפלט (OE) הוא נמוך (מופעל).
• בקרת תפס (LCK): מופעל על הקצה העולה
• פלט אפשר (OE): מופעל כאשר נמוך

חלופות ואפשרויות שוות ערך

SN74HC595MPWREP

הצמד תצורה ופונקציות

איור 2: 74HC595 PINOUT

ל- 74HC595 יש 16 סיכות, שהמתווה שלהם מוכיח את הרבגוניות שלו:

SER (PIN 1): השער לנתונים סידוריים, סיכה, מסייע בהעברת סיביות בסיביות לשבב.זה יוזם העברת נתונים במקביל, דופק שעון אחד בכל פעם.

RCLK (סיכה 2): פועל ככניסה לשעון הרשמה, RCLK מפקח על תנועת הנתונים מרשם המשמרות לפנקס הפלט, ומבטיח אחסון נתונים מסונכרן.

SRCLK (PIN 3): רשם משמרת זה קלט קלט קלט מתאם פעולות משמרת, מנהל את קצב המרת הנתונים.

OE (סיכה 4): קלט הפלט מאפשר קלט מציין העברת נתונים דרך סיכות פלט, ומעבר בין מצבים מופעלים לבין נכים דרך רמת המתח שלה.

DS (סיכה 5): קלט נתונים סידורי דו כיווני, DS מספק נקודת הזנת נתונים חלופית, משפר את גמישות התקשורת.

ST_CP (סיכה 6): חנות פלט חנות השעון מפעילה שולטת בתזמון של אחסון נתונים בסיכות פלט, ומשקפת שינויים באות שעון ההפעלה של החנות.

SH_CP (סיכה 7): שולט על קלט השעון של פנקס המשמרות, SH_CP הוא קריטי להעברת נתונים ברצף לפנקס המשמרות.

Q7 '(סיכה 8) ל- Q0-Q7 (סיכות 9-16): סיכות פלט אלה מייצגות את ליבת התפשטות הנתונים המקבילה, מהדהדים את נתוני פנקס המשמרות מהנמוך ביותר עד הגבוה ביותר.

תרשים לוגי של 74HC595

איור 3: 74HC595 תרשים לוגיקה

יישומים של 74HC595

74HC595 מצטיין באזורים מרובים, ומציג את יכולת ההסתגלות והיעילות שלו:

בקרת ממסר: פונקציונליות הפלט המקבילה שלה מאפשרת שליטה בו זמנית על ממסרים מרובים, שכל אחד מהם מסוגל לתפעל מכשיר חשמלי אחד או יותר.זה מאפשר יצירת מערכות בקרה חשמליות דינאמיות וחזקות.

הרחבת פלט דיגיטלי: על ידי חיבור סיכות הפלט של מיקרו -בקר לכניסת הסידורי של 74HC595, ניתן להרחיב בנוחות את יציאות הפלט, ובכך להרחיב את השליטה על מכשירים אחרים.

בקרת תצוגה: בתרחישי בקרת LCD, 74HC595 מעביר בצורה חלקה את הנתונים למסך באמצעות ההמרה הסדרתית-מקבילה שלו, ומבטיח עדכונים חלקים של טקסט, תמונות או וידאו.

אורות פעימות מוסיקה: שילוב אלגוריתמי בקרת פעימה עם 74HC595 יכול ליצור אפקטים של LED המסונכרנים בצורה מושלמת עם קצב המוזיקה.היתוך זה לוכד את מהות פעימות המוזיקה, והופך אותם לתצוגות LED שובעות של תדרים, בהירות וצבעים שונים.

השתמש במקרים של 74HC595

תכנון תצוגת LED רב-ספרתית באמצעות 74HC595

איור 4: עיצוב תצוגת LED רב-סיביות מבוסס על 74HC595

שיטת תצוגה סטטית

בתחום התצוגות הסטטיות, כל קו בחירת קטע LED מחובר באופן מורכב ליציאות המקבילות של 74HC595.ערכת חיבור זו מאפשרת לכל ספרה להציג באופן עצמאי, כאשר שינויי תווים מנוהלים ישירות על ידי היציאות של שבבים 74HC595 בודדים.

יציאות מקבילות: כל 74HC595 שולט בספרה.

שינויי תווים: התצוגה יכולה להציג תווים שונים.

אף על פי שהוא אינטנסיבי משאבים, הדורש שבבים N 74HC595 וקווי קלט/פלט N+3 לתצוגת LED של N ספרות, שיטה זו מדגישה גם את ההשלכות המורכבות וההשלכות העלויות הקשורות לתצוגות LED רב ספרותיות.

שיטת תצוגה דינמית

כדי לפשט את תכנון המעגלים, להפחית עלויות ולחסוך משאבי מערכת לתצוגות LED רב ספרותיות, מאומצת גישה אחידה.כאן, קודי הקטע של כל הספרות מקבילים ומנוהלים על ידי שבב 74HC595 יחיד.

בקרה מאוחדת: 74HC595 יחיד שולט בכל קטעי הספרה.

שיטת סריקה: תווים מוצגים ברצף על נוריות LED.

באמצעות טכנולוגיית סריקה, רק תו LED אחד מוצג בכל רגע נתון, רכיבה על אופניים בכל ספרה כדי להציג את התווים המיועדים.פונקציית התפס של ה- 74HC595 מבטלת את הצורך בעיכובים נוספים, ומאפשרת התמדה של אפקט ראייה מבלי להקריב את המהירות המבצעית.

עיצוב מעגלי כונן LED באמצעות שבב 74HC595

שבב 74HC595 הוא חבר בסדרת 74, הידוע בפעולה המהירה שלו, צריכת חשמל נמוכה וקלות השימוש.זה משמש כגשר יעיל בין מיקרו -בקרים לתצוגות LED, ומציע יתרונות רבים.

תצוגות LED

תצוגות LED, במיוחד תצוגות LED של שבעה קטעים, מועדפות על יעילות העלות שלהם, צריכת חשמל נמוכה ואמינות.אמנם ניתן להשיג נהגי LED ייעודיים עשירים בתכונות, אך העלות הגבוהה יותר שלהם הופכת את 74HC595 לבחירה מועדפת עבור מערכות מודעות לתקציב ופשוטה.

יתרונות בשימוש ב- 74HC595: מהירות מהירה, צריכת חשמל נמוכה, המסוגלת לנהוג במספרים שונים של נוריות LED.

גמישות ויעילות כוח: 74HC595 מאפשרת פעולות בקרת בהירות קלות ופעולות חיסכון באנרגיה, המתאימות הן לתצוגות אנודה נפוצות והן לתצוגות קתודה נפוצות.

תכנון באמצעות שבב 74HC595

איור 5: מעוצב עם שבב 74HC595

הגדרה זו מאוירת באמצעות תכנון ממשק עם בקר המיקרו AT89C2051 ו- 74HC595, ומציגה תצוגת מתח בעזרת שלוש צינורות דיגיטליים, תוך הדגשת חשיבות הצגת נתונים מסודרת ובהירות מתכווננת.

סיכות בקרה (P115, P116, P117): נהל את הבהירות והרצף של תצוגות LED.

שיפור יכולת הנהיגה של 74HC595

מאגרים או נהגים: שימוש במאגר כמו 74LS244 (חד כיווני) או 74LS245 (דו כיווני) יכול לשפר את חוזק ויציבות האותות.

אספקת חשמל מתאימה: הבטחת אספקת החשמל היא בטווח המתח המומלץ ויש לה כוח מספיק כדי לעמוד בדרישות העומס היא קריטית לביצועים מיטביים.

מעגלי כונן חיצוניים: עבור עומסים העולים על יכולת הפלט הישיר של 74HC595, מעגלי כונן חיצוניים באמצעות טרנזיסטורים, FET או שבבי מנהל התקן ייעודי יכולים להגביר את אות הפלט.

שיקולי פריסת PCB: צמצום ההתנגדות וההשראות בעקבות PCB יכול לשפר את יעילות העברת האות תוך הימנעות מרעש מוגזם והפרעה לשמירה על איכות האות.

נגדי עומס מתאימים: בחירת נגדי עומס מבוססים

על המאפיינים של מכשיר העומס יכולים למנוע מצבים זרם יתר העלולים לפגוע בשבב 74HC595.

תצורת פלט מקבילה: עבור יישומים הדורשים מספר גדול של מכשירים עם דרישות נהיגה דומות, במקביל לתפוקות של שבבים מרובים 74HC595 יכולים לשפר את יכולת הנהיגה הכוללת, בתנאי שהזרם המשולב אינו עולה על מגבלת הפלט המרבית של השבב.

שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]

1. האם ה- 74HC595 הוא בקר מיקרו?

ה- 74HC595 הוא פנקס משמרות הפועל על סידורי פרוטוקול מקביל.הוא מקבל נתונים באופן סדרתי ממיקרו -בקר ואז שולח את הנתונים דרך סיכות מקבילות.

2. מה הפונקציה של 74HC595?

74HC595 הוא מכשיר CMOS במהירות גבוהה.מרשם המשמרות שמונה סיביות מקבל נתונים מהקלט הסידורי (DS) עם כל מעבר חיובי של שעון רישום המשמרות (SHCP).כאשר הוא מוגדר לנמוך, פונקציית האיפוס מגדירה את כל ערכי ההרשמה לאפס לאפס באופן עצמאי בכל השעונים.

3. כמה זרם יכול לעמוד 74HC595 לעמוד?

גיליון הנתונים עבור 74HC595 קובע כי כל פלט יכול לספק לפחות 35mA של זרם, מכיוון שזהו זרם הפלט המרבי המותר.זה עולה בבירור מ- 25mA המותר על ידי μC.מגבלה נוספת היא הסכום הכולל של הזרם המסופק על ידי 74HC595 לא אמור לעלות על 70mA.

4. מה ההבדל בין MAX7219 ל- 74HC595?

ה- 74HC595 הוא מרשם משמרות, ואילו MAX7219 הוא מנהל התקן תצוגה מרובה.לפיכך, הם לא עושים את אותו הדבר.אם שימוש בתצוגה מרובה, MAX7219 יהיה (יותר) קל לשימוש עם Picaxe, מכיוון שהמשימה של ריבוי התצוגה נעשית על ידי MAX7219 ולא הפיקקס, אך היא יקרה יותר.