14个IO口的单片机怎么变出上百个IO口？用74HC595搭建电路

半导体工艺的发展，已经让集成电路的规模越来越大

高集成度芯片

这也促使单片机的价格越来越低,应用越来越广泛

功能强大的单片机

在单片机应用中，常遇到单片机IO口不够用的情况

这个时候就需要一款芯片来扩展IO口了，它就是——74HC595

芯片74HC595

芯片74HC595

芯片74HC595简介

74HC595是一个8位串行输入，并行输出的位移缓存器，管脚图如下所示

74CH595管脚图

(1). 1~7&15脚(Q0~Q7):并行数据输出脚，分别对应并行数据的8位

(2). 8脚(GND)：电源负极

(3). 9脚（SQH）：串行输出端，SCK的每一个脉冲，Q7当前数据移出

(4). 10脚（SCLR）：寄存器清除端，此脚电平为低电平时，清除移位寄存器的数据

(5). 11脚（SCK）：移位寄存器的时钟输入脚，在上升沿时，数据被移位

(6). 12脚（RCK）：输出控制引脚，输入上升沿时，Q0~Q7就输出移位寄存器的数据

(7). 13脚（CE）：并行输出控制引脚，此引脚为高电平时,Q0~Q7输出为高阻态，低电平时输出为数据

(8). 14脚（SI）：串行数据输入脚，输入的串行数据必须在11脚（SCK ）为低电平时改变才能正确输入数据

(9). 16脚（VCC）：电压正极，最大输入电压5.5V

74HC595逻辑表

典型应用电路

74HC595最多需要5个IO口来控制，既SCLR，SCK，RCK，CE，SI

5个单片机IO口电路

其中SCLR 可以直接接到高电平，使用软件清零（即SCK 多送8个脉冲把数据挤出去）

若不需要高阻态模式，CE 可直接接到低电平，这样就仅需3个单片机IO口就可以扩展多个IO口

3个单片机IO口电路

如果需要扩展多个IO口，只需把上一个74HC595的SQH接到下一个74HC595的SI即可，SCK和RCK时钟共用

3个IO口扩展多个IO口电路

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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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