通俗易懂的74HC595芯片讲解_74HC595引脚功能及使用方法

jf_f8pIz0xS 2018-01-06 408650

IC应用电路图

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描述

74HC595是一个8位串行输入、平行输出的位移缓存器：平行输出为三态输出。在SCK的上升沿，单行数据由SDL输入到内部的8位位移缓存器，并由Q7‘输出，而平行输出则是在LCK的上升沿将在8位位移缓存器的数据存人到8位平行输出缓存器。当串行数据输人端OE的控制信号为低使能时，平行输出端的输出值等于平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，平行输出端会维持在高阻抗状态。

74HC595芯片引脚图及功能

74HC595

74HC595引脚图

74HC595

74HC595管脚功能

74HC595芯片逻辑图

下面这个74HC595芯片逻辑图，输出使能端13脚我们一直让它使能，复位端10脚我们一直让它无效，这两个引脚在硬件设计时为了方便，就直接给它们连到相应的电平上了。程序中我们只需要关注数据输入引脚14脚、移位脉冲引脚11脚和锁存脉冲引脚12脚。

74HC595

图中的SRA——SRH是移位寄存器（ShiftRegister），数据从它们的D引脚输入，从Q引脚输出，每次移位脉冲引脚（ShiftClock）提供一个脉冲，D引脚的数据就会输出并保持到Q引脚，因为这里的移位脉冲引脚（ShiftClock）是连到每一个SR上的，所以自然每次给一个移位脉冲的时候，所有的数据都向后移动了一位。

这里我们注意到，SRA的D脚连接的是串行数据输入，也就是我们的数据引脚。所以每次给脉冲移位之前，我们需要准备好该引脚的值，因为每次给一个脉冲，它的数据就会移入后方。

很直观的看到，我们给几个脉冲，数据引脚就会有几次被移入移位寄存器，并且这些值会保持在各个SR的Q脚。所以假设我们要将一个字节移入移位寄存器，因为1个字节是8位的，所以我们需要给出8个脉冲，那么SRA——SRH的Q脚就保持了这8位值，再看看这8位值，它是先在数据引脚输出的值就会走得越远，所以如果我们先输出数据高位的话，最高位在8个脉冲后就会跑到SRH的Q脚。这就像我们排队一样，一个寄存器里面有8个位置，每次给一个脉冲就好比一次呼叫：“大家可以往前移一位了！”就这样，队伍不断得往前移。

然后我们看到LRA——LRH，它们是锁存寄存器（LatchRegister），每次锁存脉冲引脚（LatchClock）给一个脉冲，Q脚就会输出并保持D脚的值。LR和SR其实是差不多的功能，只是SR多了个复位脚。

我们可以把LR看成是照相机，锁存脉冲引脚就相当于是照相机的快门，我们给一个锁存脉冲，那么数据就被锁存在了对应的Q脚。而当我们没有操作锁存引脚的时候，照相机只是摆在那里，不管队伍怎么前进了，照相机的输出始终是不变的。只有某次按下了快门，所有的照相机的照片就都更新了一次。

大概有人会问，图中的三角形加小圆圈是什么呢？那是非门，说白了就是如果它前面是0，后面就是1；前面是1，后面就是0。还有就是贴在方形锁存器上的那些小圆圈，也是起到反向的左右。

74HC595使用方法

74HC595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。

74HC595的控制端说明

/MR（10脚）：低电平时将移位寄存器的数据清零。通常我将它接Vcc。

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。

74HC595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。

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