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74HC595计数器移位寄存器技术

by: 亿配芯城ICGOODFIND 技术方案 0 2025-03-07 19:56:08 (7 votes)
文章图片

    74HC595是一个8位串行输入、并行输出的位移缓存器：并行输出为三态输出。在SCK 的上升沿，串行数据由SDL输入到内部的8位位移缓存器，并由Q7'输出，而并行输出则是在LCK的上升沿将在8位位移缓存器的数据存入到8位并行输出缓存器。当串行数据输入端OE的控制信号为低使能时，并行输出端的输出值等于并行输出缓存器所存储的值。而当OE为高电位，也就是输出关闭时，并行输出端会维持在高阻抗状态。
    

特点

8位串行输入 /8位串行或并行输出 存储状态寄存器，三种状态
74HC595是具有三态输出功能（即具有高电平、低电平和高阻抗三种输出状态）的门电路。输出寄存器可以直接清除。具有100MHz的移位频率。

输出能力

并行输出，总线驱动； 串行输入；标准中等规模集成电路
595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。
参考数据
Cpd决定动态的能耗，
Pd=Cpd×VCC×f1+∑(CL×VCC^2×f0)
F1=输入频率，CL=输出电容 f0=输出频率（MHz） Vcc=电源电压
引脚说明
74HC59574HC595
符号 引脚 描述
Q0--Q7
第15脚，第1-7脚
 8位并行数据输出，
GND 第8脚 地
Q7’ 第9脚 串行数据输出
MR 第10脚 主复位（低电平）
SHCP 第11脚 数据输入时钟线
STCP 第12脚 输出存储器锁存时钟线
OE 第13脚 输出有效（低电平）
DS 第14脚 串行数据输入
VCC 第16脚 电源

使用方法

编辑
74595的数据端：
Q0--Q7: 八位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。
Q7': 级联输出端。将它接下一个595的DS端。
DS: 串行数据输入端,级联的话接上一级的Q7'。
74595的控制端说明：
/MR(10脚): 低电平时将移位寄存器的数据清零。通常接到VCC防止数据清零。
SH_CP(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。Q0->Q1->Q2-->Q3-->...-->Q7;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)
ST_CP(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。通常我将ST_CP置为低电平，当移位结束后，在ST_CP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。
/OE(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1)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。
2)74595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。
3)595是串入并出带有锁存功能移位寄存器，它的使用方法很简单，如下面的真值表，在正常使用时ST_CP为低电平， /OE为低电平。从DS每输入一位数据，串行输入时钟SH_CP上升沿有效一次，直到八位数据输入完毕，输出时钟ST_CP上升沿有效一次，此时，输入的数据就被送到了输出端。
595具体使用的步骤:
第一步：目的：将要准备输入的位数据移入74HC595数据输入端上。
方法：送位数据到_595。
第二步：目的：将位数据逐位移入74HC595，即数据串入
方法：SH_CP产生一上升沿，将DS上的数据移入74HC595移位寄存器中，先送低位，后送高位。
第三步：目的：并行输出数据。即数据并出
方法：ST_CP产生一上升沿，将由DS上已移入数据寄存器中的数据
送入到输出锁存器。
说明： 从上可分析：从SH_CP产生一上升沿(移入数据)和ST_CP产生一上升沿(输出数据)是二个独立过程，实际应用时互不干扰。即可输出数据的 同时移入数据。  

真值表

编辑
输入
输出
功能
SHCP
STCP
OE
MR
DS
Q7’
Qn
×
×
L
L
×
L
NC
MR为低电平时仅仅影响移位寄存器
×
↑
L
L
×
L
L
空移位寄存器到输出寄存器
×
×
H
L
×
L
Z
清空移位寄存器，并行输出为高阻状态
↑
×
L
H
H
Q6
NC
逻辑高电平移入移位寄存器状态0，包含所有的移位寄存器状态 移入
×
↑
L
H
×
NC
Qn’
移位寄存器的内容到达保持寄存器并从并口输出
↑
↑
L
H
×
Q6’
Qn’
移位寄存器内容移入，先前的移位寄存器的内容到达保持寄存器并出

相关注释

编辑
H=高电平状态
L=低电平状态
↑=上升沿
↓=下降沿
Z=高阻态
NC=无变化
×=无关系
当MR为高电平，数据在SHCP上升沿进入移位寄存器，在STCP上升沿输出到并行端口，OE为使能端，低电平有效，当OE为低时，输出使能，为高关闭使能，并不影响其他输入端。
真值表真值表
程序样例
编辑
DS接MOSI,OE/GND接GND,SH_CP接SCLK,ST_CP接使能信号BIT0@P1,MR/VCC接POWER,如果不需要16位,改US16B,不使用H寄存器即可,还有SPI工作期间可以进入低功耗,也可以执行指令.
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#include <msp430.h>
void main(void)
{
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
    P1DIR |= BIT0 + BIT1;
    P1OUT &= ~BIT0;
    USICTL0 |= USIPE6 + USIPE5 + USIMST + USIOE;
    USICTL1 |= USIIE;
    USICKCTL = USIDIV_7 + USISSEL_2;
    USICTL0 &= ~USISWRST;
    while(1)
    {
        P1OUT |= BIT0;
        USISRH = 0xAA;
        USISRL = 0xAA;
        USICNT = 0x10 + USI16B; // 16位数,级联可用.
        while((USICTL1 & USIIFG) != 0x01){ //此处可以干别的
        //这里写入与SPI无关的代码,共8*16=128条单周期指令.
        }
        USICTL1 &= ~USIIFG;
        P1OUT &= ~BIT0;
    }
}
单片机74HC595模块驱动程序
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//74HC595 LED控制
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
#define NOP() _nop_()
sbit MOSIO=P3^4;
sbit R_CLK=P3^5;
sbit S_CLK=P3^6;
void delay(unsigned int i);
void HC595SendData(unsigned char SendVal);
main( )
{
    unsigned char Led=0xfe;
    HC595SendData(0xff);
    while(1)
    {
        HC595SendData(Led);
        Led<<=1;
        Led =Led|0x01;
        if(Led==0xff)Led=0xfe;
        delay(200);
    }
}
void delay(unsigned int i)
{ 
    unsigned int j;
    for(i;i>0;i--)
        for(j=300;j>0;j--);
}
void HC595SendData(unsigned char SendVal)
{
    unsigned char i;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        if((SendVal<<i)&0x80)MOSIO=1;
        else MOSIO=0;
        S_CLK=0;
        NOP();
        NOP();
        S_CLK=1;
    }
    R_CLK=0;
    NOP();
    NOP();
    R_CLK=1;
}
74HC595驱动静态数码管程序
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#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#define NOP()_nop_()
sbit MOSIO=P3^4;
sbit R_CLK=P3^5;
sbit S_CLK=P3^6;
void delay(unsigned int i);
void HC595SendData(unsigned char SendVal);
unsigned char code LED7Code[]=
{~0x3F,~0x06,~0x5B,~0x4F,~0x66,~0x6D,~0x7D,~0x07,
~0x7F,~0x6F,~0x77,~0x7C,~0x39,~0x5E,~0x79,~0x71};
main()
{
    unsigned char HC595SendVal;
    static unsigned char LedNumVal=0;
        
    while(1)
    { 
        LedNumVal++;
        HC595SendVal=LED7Code[LedNumVal%16]; 
        HC595SendData(HC595SendVal);
        delay(200);
    }
}
void delay(unsigned int i)
{
    unsigned int j;
    for(i;i>0;i--)
        for(j=300;j>0;j--);
}
void HC595SendData(unsigned char SendVal)
{
    unsigned char i;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        if((SendVal<<i)&0x80)MOSIO=1;
        else MOSIO=0;
        S_CLK=0;
        NOP();
        NOP();
        S_CLK=1;
    }
    R_CLK=0;
    NOP();
    NOP();
    R_CLK=1;
}
双595驱动点阵程序
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#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#define NOP() _nop_()
sbit MOSIO=P3^7;
sbit R_CLK=P3^5;
sbit S_CLK=P3^6;
sbit en573=P1^3;
sbit ends=P1^2;
void HC595SendData(unsigned int SendVal);
unsigned int Val;
unsigned char code tab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
unsigned char code digittab[18][8]={
{0x00,0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00},//0
{0x00,0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00},//1
{0x00,0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00},//2
{0x00,0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00},//3
{0x00,0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00},//4
{0x00,0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00},//5
{0x00,0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00},//6
{0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00},//7
{0x00,0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00},//8
{0x00,0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00},//9
{0x00,0x00,0x7F,0x48,0x48,0x30,0x00,0x00},//P
{0x00,0x00,0x7F,0x48,0x4C,0x73,0x00,0x00},//R
{0x00,0x00,0x7F,0x49,0x49,0x49,0x00,0x00},//E
{0x00,0x00,0x3E,0x41,0x41,0x62,0x00,0x00},//C
{0x00,0x00,0x7F,0x08,0x08,0x7F,0x00,0x00},//H
{0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x00},//I
{0x00,0x7F,0x10,0x08,0x04,0x7F,0x00,0x00},//N
{0x7C,0x48,0x48,0xFF,0x48,0x48,0x7C,0x00}
};
unsigned int timecount;
unsigned char cnta;
unsigned char cntb;
void main(void)
{
    TMOD=0x01;
    TH0=(65536-3000)/256;
    TL0=(65536-3000)%256;
    TR0=1;
    ET0=1;
    EA=1;
    cntb=0;
    ends=0;
    en573=0;
    while(1)
    { }
}
void t0(void)interrupt 1 using 0
{
    TH0=(65536-3000)/256;
    TL0=(65536-3000)%256;
    if(cntb<18)
    {
        //P1=0xFF;
        //P2=tab[cnta];
        P0=~digittab[cntb][cnta];
        Val=tab[cnta]&0x00ff;
        Val<<=8;
        Val=Val+0x00ff;
        HC595SendData(Val);
    }
    else
    {
        //P2=0xFF;
        //P1=tab[cnta];
        P0=~digittab[cntb-18][cnta];
        Val=tab[cnta];
        Val=Val+0xFF00;
        HC595SendData(Val);
    }
    if(++cnta>=8)cnta=0;
    if(++timecount>=333)
    {
        timecount=0;
        if(++cntb>=36)cntb=0;
    }
}
void HC595SendData(unsigned int SendVal)
{
    unsigned char i;
    for(i=0;i<16;i++)
    { 
        if((SendVal<<i)&0x8000)MOSIO=1;//setdatalinehigh0X8000
        else MOSIO=0; //MOSIO=1
        S_CLK=0;
        NOP();
        NOP();
        S_CLK=1;
    }
    R_CLK=0;//setdatalinelow
    NOP();
    NOP();
    R_CLK=1;
}

                    存储器芯片 接收器芯片 稳压器芯片 模数转换芯片

文章标签： 74HC595D ，74HC595

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