单片机芯片74HC595的引脚图详解
14脚:DS(SER),串行数据输入引脚
13脚:OE,%20输出使能控制脚,它是低电才使能输出,所以接GND
12脚:RCK,存储寄存器时钟输入引脚。上升沿时,数据从移位寄存器转存带存储寄存器。
11脚:SCK,移位寄存器时钟引脚,上升沿时,移位寄存器中的bit%20数据整体后移,并接受新的bit(从SER输入)。
10脚:MR,低电平时,清空移位寄存器中已有的bit数据,一般不用,接%20高电平即可。
9%20脚%20:串行数据出口引脚。当移位寄存器中的数据多于8bit时,会把已有的bit“挤出去”,就是从这里出去的。用于595的级联。
Qx:并行输出引脚
使用参数VCC:2V~6V,5V最好
I%20Qn:+-%2035mA
注意第一个从SER送入的bit将会从Q7出去。
74HC595介绍一张图片和一段文字,哪种信息传递方式给人的第一视觉冲击是最大的?我想大家心中都有答案。
这也是我文章标题的来由。废话就到这里,下面我就用图片来分析595这个chip。
74HC595的最重要的功能就是:串行输入,并行输出。3态高速位移寄存器(好腻害的说)
595里面有2个8位寄存器:移位寄存器、存储寄存器
移位寄存器
在我看来,74HC595的移位寄存器工作方式就像shou%20%20qiang弹夹。但是子弹的发射(移位寄存器中的数据转储到存储寄存器),又像是【散x弹】(因为是并行输出嘛)
为什么说和弹夹很像呢?
1、串行输入,已进入的位数据依次下移(所以叫移位寄存器)%20|%20子弹也是一颗一颗上的,先上的子弹,被后上的慢慢往下压。
2、第一个输入的位,是并行输出的最后一个位%20|%20最先进入弹夹的子弹,最后射出。
74HC595的引脚图
14脚:DS,又叫SER 英文全称是:Serial data input ,顾名思义,就是串行数据输入口。
595的数据来源只有这一个口,一次只能输入一个位,那么连续输入8次,就可以积攒为一个字节了。
假如,我们要将二进制数据0111 1111 输入到595的移位寄存器中,下面来上一张动态图,模拟了前2个位输入的情景。
这个图有7帧,做了很久,毕竟不是做美工的。可谓术业有专攻,闻道有先后啊,还是要虚心学习 :)
0111 1111 这个数据完全输入后是这样的
我们还要注意一个脚:11脚,(shift register clock input) 移位寄存器时钟引脚。上升沿有效。
首先我们要介绍这个引脚的作用。
我们知道51单片机的工作离不开晶振,他使CPU的工作步调稳定有序,就像跑步时喊1,2,1的那个人。
那么这里的位移寄存器时钟也是同样的道理,当一个新的位数据要进来时,已经进入的位数据就在移位寄存器时钟脉冲的控制下,整体后移,让出位置。
上升沿:电平从低到高的那个过程。移位寄存器时钟在上升沿这个过程中才起作用。
存储寄存器
到这里我们已经大致讲了怎么上子弹,也把子弹上齐了。下面来将怎么将子弹打出去,也就是怎么将移位寄存器的数据转移到存储寄存器
存储寄存器是直接和8个输出引脚相通的,将移位寄存器的数据转移到存储寄存器后,Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 就可以接受带到我们
开始输入的一个字节的数据。所谓存储寄存器,就是数据可以存在这个寄存器中,并不会随着一次输出就消失,只要595不断电,也没有新 的
数据从移位寄存器中过来,数据就一直不变且有效。新的数据过来后,存储寄存器中的数据就会被覆盖更新。
12脚: (storage register clock input ) 存储寄存器时钟
数据从位移寄存器转移到存储寄存器,也是需要时钟脉冲驱动的,这就是12脚的作用。它也是上升沿有效。
自此,我们已经讲解了一个595正常情况下的工作流程
单片机IO口扩展芯片——74HC595
这是74 hc 595芯片,如图1,它是一颗单片机IO口扩展芯片,使用它,我们可以很容易的将单片机的3个输出引脚扩展为8个。
图1 74HC595芯片外观示意图
通过多个595芯片级连,可以扩展出16个,24个乃至更多的引脚,如图2。
图2 芯片扩展单片机引脚
这颗芯片通过串行数据输入,数据输出的方式为1路串行或8路并行。引脚有三种输出状态:高电平、低电平和高阻态。它的引脚驱动能力为35mA,如图3。
图3 芯片的电气性能
这是它的原理图,第14引脚为芯片的串行数据输入引脚。第1至7引脚,外加第15引脚构成了芯片的8个并行输出引脚,第九脚为1路串行数据输出引脚。第13引脚为芯片的低电平使能引脚。第10为低电平复位引脚。第11,12引脚分别为移位寄存器、存储寄存器的时钟输入引脚,我们用单片机的两只引脚控制第11、12引脚来产生数据移位、存储的时钟节拍。第8、16引脚为电源引脚。详见图4.
图4 595芯片的原理图
使用时通过第14引脚接收单片机发来的数据。第11,12引脚连接单片机产生时钟。第10引脚接入电源的正极则不复位。第13引脚接入电源的负极则使能芯片。8路并行输出引脚可以直接连接外部驱动器件,如点阵显示器、数码管等。如图5.
图5 使用时的接线图
我们可以通过第9引脚接入另外一颗595芯片的第14引脚,实现595芯片的级联,从而扩展出更多的IO端口。如图6
图6 芯片级联原理图
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