74HC595工作原理及应用
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74HC595引脚图时序图工作原理74HC595和74hc164一样是在单片机系统中常用的芯片之一他的作用就是把串行的信号转为并行的信号,常用在各种数码管以及点阵屏的驱动芯片,使用74HC595可以节约单片机mcu的io口资源,用3个io就可以控制8个数码管的引脚,他还具有一定的驱动能力,可以免掉三极管等放大电路,所以这块芯片是驱动数码管的神器.应用非常广泛。
74HC595引脚图74HC595管脚功能下面我来介绍一下 74HC595工作原理:74HC595的数据端:QA--QH: 八位并行输出端,可以直接控制数码管的8个段。
QH’: 级联输出端。
我将它接下一个595的SI端。
SI: 串行数据输入端。
74hc595的控制端说明:/SCLR(10脚): 低电平时将移位寄存器的数据清零。
通常我将它接Vcc。
SCK(11脚):上升沿时数据寄存器的数据移位。
QA-->QB-->QC-->...-->QH;下降沿移位寄存器数据不变。
(脉冲宽度:5V时,大于几十纳秒就行了。
我通常都选微秒级)控制移位寄存器SCK 上升沿数据移位 SCK 下降沿数据保持RCK(12脚):上升沿时移位寄存器的数据进入存储寄存器,下降沿时存储寄存器数据不变。
通常我将RCK置为低电平,当移位结束后,在RCK端产生一个正脉冲(5V时,大于几十纳秒就行了。
我通常都选微秒级),更新显示数据。
控制存储寄存器RCK 上升沿移位寄存器的数据进入存储寄存器 RCK 下降沿存储寄存器数据不变/G(13脚): 高电平时禁止输出(高阻态)。
如果单片机的引脚不紧张,用一个引脚控制它,可以方便地产生闪烁和熄灭效果。
比通过数据端移位控制要省时省力。
注:74164和74595功能相仿,都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。
74164的驱动电流(25mA)比74595(35mA)的要小,14脚封装,体积也小一些。
595芯片的工作原理(二)595芯片的工作原理什么是595芯片?595芯片,全名为74HC595移位寄存器芯片,是一种集成电路,常被用于扩展数字输出的IO口。
它具有串行输入、并行输出的特点,可用于驱动LED灯、数码管等外部设备。
串行输入与并行输出595芯片的串行输入和并行输出是其最重要的特征。
它可以通过SPI(串行外设接口)协议进行控制。
SPI协议是一种同步的全双工通信协议,利用时钟线(SCK)和数据线(MOSI)进行数据传输。
工作流程使用595芯片时,需要将数据写入串行输入寄存器(SI)中,然后通过时钟线(SCK)的上升沿脉冲,将数据移入移位寄存器(SR)。
当所有数据位都移入移位寄存器后,通过使锁存器时钟线(RCK)的上升沿脉冲,将移位寄存器的数据移入并行输出寄存器(PO)中。
最后,通过将移位寄存器清零,可以开始下一轮数据的传输。
引脚功能595芯片一般有16个引脚,其中重要的引脚包括:•Vcc:芯片供电正极;•GND:芯片地线;•OE:输出使能,控制数据在输出端口显示或关闭;•SRCLR:移位寄存器清零使能,用于将寄存器中的数据清零;•RCK:锁存器时钟,决定数据是否被移入并行输出寄存器。
应用实例595芯片的应用十分广泛,特别是在数字输出驱动方面。
以下是一些常见实例:1.控制LED灯:通过595芯片可以控制多个LED灯的亮灭、亮度等;2.驱动数码管:通过595芯片可以实现对多位数码管的显示控制;3.扩展输出端口:通过级联多个595芯片,可以扩展大量的数字输出端口。
总结595芯片是一种常用的数字输出扩展芯片,具有串行输入、并行输出的特点。
通过SPI协议进行数据的传输和控制,可以实现对LED 灯、数码管等设备的驱动。
其工作原理简单清晰,应用广泛。
74hc595分频原理
74HC595分频原理是指通过使用74HC595芯片来实现信号的分频功能。
分频是指将输入信号的频率降低到较低的频率。
在电子电路设计中,分频电路经常用于减小输入信号的频率以适应特定的应用需求。
74HC595是一种8位移位寄存器,具有串行数据输入和并行数据输出功能。
它可以用来控制多个输出引脚的状态。
通过控制引脚,我们可以实现将输入信号的频率降低。
分频的原理是基于74HC595芯片的触发功能。
首先,我们将输入信号接入
74HC595芯片的串行数据输入引脚。
然后,在时钟信号的控制下,输入信号的数据将被加载到芯片的移位寄存器中。
接下来,在时钟信号的控制下,数据将根据设定好的分频比例从移位寄存器依次移位到存储器中。
通过控制74HC595的引脚,我们可以将存储器中的数据并行输出至对应的输出引脚。
输出引脚会按照存储器中的数据的状态进行切换,从而实现对输入信号的分频。
总结来说,74HC595分频原理是通过控制芯片的输入和输出引脚,以及时钟信号,将输入信号的频率降低至所需的分频比例。
这种分频电路常用于数字时钟、频率计数器和其他需要降低信号频率的应用中。
需要注意的是,为了正确地实现分频功能,需要合理设计74HC595芯片的控制电路、时钟信号的频率以及分频比例。
同时,对于更复杂的分频需求,可能需要使用多个74HC595芯片进行级联操作,以实现更高的分频比例。
74hc595寄存器工作原理74HC595是一种串行输入并行输出的移位寄存器,常用于扩展微控制器的输出端口。
它可以将少量的IO口通过串行输入的方式扩展成更多的输出端口,提高了系统的可扩展性和灵活性。
本文将从74HC595寄存器的工作原理、应用场景和使用方法等方面进行介绍。
一、工作原理74HC595寄存器由8个输出端口(Q0-Q7)、三个控制端口(SER、SRCLK、RCLK)和一个串行数据输入端口(SER)组成。
其工作原理如下:1. 初始化:将SRCLK和RCLK置为低电平,将SER和SRCLR(异步清零端)置为高电平。
2. 数据输入:通过SER输入要输出的数据,然后将SRCLK引脚置为高电平,使得SRCLK上升沿时,数据从SER端口输入到寄存器。
重复此操作,直到输入完所有数据。
3. 数据输出:输入完所有数据后,将RCLK引脚置为高电平,使得RCLK上升沿时,数据从寄存器输出到输出端口Q0-Q7。
通过上述过程,可以将串行输入的数据转换为并行输出,从而实现多个输出端口的控制。
二、应用场景74HC595寄存器广泛应用于各种需要扩展输出端口的场景,例如LED数码管显示、驱动数码管显示、控制继电器等。
1. LED数码管显示:通过74HC595寄存器的输出端口控制多个LED数码管的显示。
将LED数码管的阳极连接到电源,将74HC595寄存器的输出端口连接到LED数码管的阴极,通过控制输出端口的高低电平来控制LED的亮暗。
2. 驱动数码管显示:通过74HC595寄存器的输出端口控制多个数码管的显示。
将数码管的段选引脚连接到74HC595寄存器的输出端口,通过控制输出端口的高低电平来控制数码管的显示。
3. 控制继电器:通过74HC595寄存器的输出端口控制多个继电器的开关。
将继电器的控制端口连接到74HC595寄存器的输出端口,通过控制输出端口的高低电平来控制继电器的开关状态。
三、使用方法使用74HC595寄存器需要按照以下步骤进行:1. 初始化:将SRCLK和RCLK置为低电平,将SER和SRCLR置为高电平。
74hc595工作原理
74HC595是一种8位移位寄存器和输出锁存器。
它起到了扩展IO引脚的作用,通过串行输入数据来控制并行输出。
下面我们将介绍其工作原理。
74HC595由三个主要部分组成:串行输入、移位寄存器和并行输出。
它采用了串行输入并行输出的数据传输方式。
数据是逐位地通过串行输入引脚(SER)输入到移位寄存器(SHIFT REGISTER)中。
在上升沿时钟输入引脚(SRCLK)的控制下,数据逐位地从串行输入向移位寄存器移位。
接下来,通过锁存时钟引脚(RCLK)的上升沿,移位寄存器中的数据被并行锁存到输出寄存器中。
这意味着移位寄存器中的数据被“冻结”在输出寄存器中,不受后续的移位操作影响。
输出寄存器的并行输出引脚(Qa-Qh)可以连接到外部设备或其他电路中,用来控制各种不同的功能。
输出寄存器中的数据可以通过更新移位寄存器的内容来改变,并进一步通过移位寄存器的移位操作改变。
这种工作模式允许我们通过控制串行输入来逐步改变并行输出的状态。
总结一下,74HC595通过串行输入控制并行输出。
数据通过移位寄存器实现从串行输入到并行输出的转换,并通过锁存操作将数据冻结在输出寄存器中。
通过更新移位寄存器和移位操作,我们可以改变并行输出的状态,从而实现对外部设备或电路的控制。
74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器,三态输出功能。
移位寄存器和存储器是分别的时钟。
数据在SCHcp的上升沿输入,在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。
如果两个时钟连在一起,则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。
移位寄存器有一个串行移位输入(Ds),和一个串行输出(Q7’),和一个异步的低电平复位,存储寄存器有一个并行8位的,具备三态的总线输出,当使能 OE时(为低电平),存储寄存器的数据输出到总线。
74HC595各个引脚的功能:Q1~7 是并行数据输出口,即储寄存器的数据输出口Q7' 串行输出口,其应该接SPI总线的MISO接口STcp 存储寄存器的时钟脉冲输入口SHcp 移位寄存器的时钟脉冲输入口OE的非输出使能端MR的非芯片复位端Ds 串行数据输入端程序说明:每当spi_shcp上升沿到来时,spi_ds引脚当前电平值在移位寄存器中左移一位,在下一个上升沿到来时移位寄存器中的所有位都会向左移一位,同时Q7'也会串行输出移位寄存器中高位的值,这样连续进行8次,就可以把数组中每一个数(8位的数)送到移位寄存器;然后当 spi_stcp上升沿到来时,移位寄存器的值将会被锁存到锁存器里,并从Q1~7引脚输出附子程序:void hc595send_data(uint8 data)//要传输的数据,建议用数组的方法来查询{ uint8 i; IO0CLR = spi_stcp; 12脚 for(i=0;i<8;i++) { IO0CLR = spi_shcp; 11脚 if((data&0x80)!=0)IO0SET = spi_ds; elseIO0CLR = spi_ds; data <<= 1; IO0SET =spi_shcp; } IO0SET = spi_stcp;}1 引言单片机应用系统中使用的显示器主要有LED和LCD两种。
近年来也有用CRT显示的。
74HC595引脚和原理说明74HC595是一款串行输入并行输出的移位寄存器芯片,常用于扩展微控制器的GPIO引脚数量。
它可以扩展输出引脚数量,实现同时控制多个设备的功能,而只使用微控制器上的几个引脚。
下面将详细介绍74HC595的引脚和原理。
1.DSRCK:数据输入时钟引脚,用于控制数据输入的时序。
2.SER:串行输入引脚,通过这个引脚输入数据。
3.RCLK:寄存器时钟引脚,用于将数据从移位寄存器传输到输出寄存器。
4.SRCLK:移位寄存器时钟引脚,用于控制移位寄存器的数据移位。
5.OE:输出使能引脚,控制输出寄存器是否被使能。
6.Q0-Q7:并行输出引脚,用于控制外部设备。
在工作原理方面,74HC595具有多个移位寄存器,其中有一个移位寄存器用于串行数据输入,另一个用于并行数据输出。
它通过移位寄存器实现了数据的移位和缓存功能。
当移位寄存器时钟(SRCLK)上升沿到来时,串行输入引脚(SER)上的数据被移位寄存器接收。
这样,在每个移位寄存器时钟周期内,数据从一个寄存器移动到下一个,直到移动到最后一个寄存器。
当寄存器时钟(RCLK)上升沿到来时,移位寄存器中的数据被存储到输出寄存器中。
这样,在每个寄存器时钟周期内,数据从移位寄存器传输到输出寄存器。
输出寄存器中的数据通过并行输出引脚(Q0-Q7)控制外部设备。
这些引脚可以连接到其他设备,例如LED、继电器、数码管等等。
通过编程控制输出寄存器的数据,可以实现对这些外部设备的控制。
然而,为了保护外部设备和减少功耗,输出使能引脚(OE)可用于控制输出寄存器是否被使能。
当该引脚为低电平时,输出寄存器被使能,数据可以传输到外部设备。
当该引脚为高电平时,输出寄存器被禁用,外部设备不受控制。
除了上述功能,74HC595还具有级联功能。
通过将多个74HC595连接在一起,可以扩展输出引脚的数量。
此时,第一个74HC595的输出引脚(Q0-Q7)连接到第二个74HC595的串行输入引脚(SER),以此类推。
74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器,三态输出功能。
移位寄存器和存储器是分别的时钟。
数据在SCHcp的上升沿输入,在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。
如果两个时钟连在一起,则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。
移位寄存器有一个串行移位输入(Ds),和一个串行输出(Q7’),和一个异步的低电平复位,存储寄存器有一个并行8位的,具备三态的总线输出,当使能 OE时(为低电平),存储寄存器的数据输出到总线。
74HC595各个引脚的功能:Q1~7 是并行数据输出口,即储寄存器的数据输出口
Q7' 串行输出口,其应该接SPI总线的MISO接口STcp 存储寄存器的时钟脉冲输入口SHcp 移位寄存器的时钟脉冲输入口OE的
非输出使能端MR的非芯片复位端Ds 串行数据输入端程序说明:每当spi_shcp上升沿到来时,spi_ds引脚当前电平值在移位寄存器中左移一位,在下一个上升沿到来时移位寄存器中的所有位都会向左移一位,同时Q7'也会串行输出移位寄存器中高位的值,这样连续进行8次,就可以把数组中每一个数(8位的数)送到移位寄存器;然后当 spi_stcp上升沿到来时,移位寄存器的值将会被锁存到锁存器里,并从Q1~7引脚输出附子程序:
void hc595send_data(uint8 data)//要传输的数据,建议用数组的方法来查询{ uint8 i; IO0CLR = spi_stcp; 12
脚 for(i=0;i<8;i++) { IO0CLR = spi_shcp; 11
脚 if((data&0x80)!=0)IO0SET = spi_ds; else
IO0CLR = spi_ds; data <<= 1; IO0SET =
spi_shcp; } IO0SET = spi_stcp;}
1 引言
单片机应用系统中使用的显示器主要有LED和LCD两种。
近年来也有用CRT显示的。
前者价格低廉,配置灵活,与单片机接口方便;后者可进行图形显示,但接口较复杂,成本也较高。
LED(Ling Emiting Diode)是发光二极管的缩写。
实际应用非常普遍的是八段LED显示器。
LED显示器在大型报时屏幕,银行利率显示,城市霓虹灯建设中,得到广泛应用。
在这些需要多位LED显示的场合,怎样实现系统稳定,价格低廉的显示,成为决定其成本的关键所在。
2 74HC595实现LED静、动态显示基本原理
74HC595是美国国家半导体公司生产的通用移位寄存器芯片。
并行输出端具有输出锁存功能。
与单片机连接简单方便,只须三个I/O口即可。
而且通过芯片的Q7引脚和SER引脚,可以级联。
而且价格低廉,每片单价为1.5元左右.
2.1 静态显示
每位LED显示器段选线和74HC595的并行输出端相连,每一位可以独立显示。
在同一时间里,每一位显示的字符可以各不相同(每一位由一个74HC595的并行输出口控制段选码)。
N位LED显示要求N个74HC595芯片及N+3条I/O口线,占用资源较多,而且成本较高。
这对于多位LED显示很不利。
2.2 动态显示
在多位LED显示时,为了简化电路,降低成本,节省系统资源,将所
有的N位段选码并联在一起,由一片74HC595控制。
由于所有LED的段选码皆由一个 74HC595并行输出口控制,因此,在每一瞬间,N位LED会显示相同的字符。
想要每位显示不同的字符,就必须采用扫描的方法,即在每一瞬间只使用一位显示字符。
在此瞬间,74HC595并行输出口输出相应字符段选码,而位选则控制I/O 口在该显示位送入选通电平,以保证该位显示相应字符。
如此轮流,使每位分时显示该位应显示字符。
由于74HC595具有锁存功能,而且串行输入段选码需要一定时间,因此,不需要延时,即可形成视觉暂留效果。
N位LED显示时,只需要一片74HC595即可完成,成本最低。
但是,此种方法的最大弱点就是当LED的位数大于12位时,出现闪烁现象,这是所有动态LED显示方式共同的弱点。
3 多位LED显示方法的实现
为实现24位或更多位LED显示,本文提出了一种全新的方法。
此方法结合了动态和静态显示的优点,可以说是两者的结合。
段选码由三片74HC595控制,段选数据由74HC595的SER引脚串行输入,由于输出使能时钟RCLK并接在一起,因此,三片74HC595并行输出端同时输出。
而三个LED位选信号也并接在一起,因此,一次可以同时点亮三位LED。
此过程类似于静态显示。
每片74HC595并行输出端并接8位LED,用于扫描输出,此过程类似于动态扫描过程。
此方法运用3片74HC595,n条位选信号,即可实现3n位LED显示。
成本低廉,而且节省资源。
4 结论
实践证明,此多位LED显示方法性能稳定,如再级联一片74HC595,在不需要增加I/O口线的情况下,即可实现32位LED显示。
笔者做过48位LED显示,应稳定可靠。