74HC595是一個(gè)8位串行輸入、平行輸出的位移緩存器：平行輸出為三態(tài)輸出。在SCK的上升沿，單行數(shù)據(jù)由SDL輸入到內(nèi)部的8位位移緩存器，并由Q7‘輸出，而平行輸出則是在LCK的上升沿將在8位位移緩存器的數(shù)據(jù)存人到8位平行輸出緩存器。當(dāng)串行數(shù)據(jù)輸人端OE的控制信號(hào)為低使能時(shí)，平行輸出端的輸出值等于平行輸出緩存器所存儲(chǔ)的值。而當(dāng)OE為高電位，也就是輸出關(guān)閉時(shí)，平行輸出端會(huì)維持在高阻抗?fàn)顟B(tài)。

74HC595芯片引腳圖及功能

74HC595引腳圖

74HC595管腳功能

74HC595芯片邏輯圖

下面這個(gè)74HC595芯片邏輯圖，輸出使能端13腳我們一直讓它使能，復(fù)位端10腳我們一直讓它無(wú)效，這兩個(gè)引腳在硬件設(shè)計(jì)時(shí)為了方便，就直接給它們連到相應(yīng)的電平上了。程序中我們只需要關(guān)注數(shù)據(jù)輸入引腳14腳、移位脈沖引腳11腳和鎖存脈沖引腳12腳。

圖中的SRA——SRH是移位寄存器（ShiftRegister），數(shù)據(jù)從它們的D引腳輸入，從Q引腳輸出，每次移位脈沖引腳（ShiftClock）提供一個(gè)脈沖，D引腳的數(shù)據(jù)就會(huì)輸出并保持到Q引腳，因?yàn)檫@里的移位脈沖引腳（ShiftClock）是連到每一個(gè)SR上的，所以自然每次給一個(gè)移位脈沖的時(shí)候，所有的數(shù)據(jù)都向后移動(dòng)了一位。

這里我們注意到，SRA的D腳連接的是串行數(shù)據(jù)輸入，也就是我們的數(shù)據(jù)引腳。所以每次給脈沖移位之前，我們需要準(zhǔn)備好該引腳的值，因?yàn)槊看谓o一個(gè)脈沖，它的數(shù)據(jù)就會(huì)移入后方。

很直觀的看到，我們給幾個(gè)脈沖，數(shù)據(jù)引腳就會(huì)有幾次被移入移位寄存器，并且這些值會(huì)保持在各個(gè)SR的Q腳。所以假設(shè)我們要將一個(gè)字節(jié)移入移位寄存器，因?yàn)?個(gè)字節(jié)是8位的，所以我們需要給出8個(gè)脈沖，那么SRA——SRH的Q腳就保持了這8位值，再看看這8位值，它是先在數(shù)據(jù)引腳輸出的值就會(huì)走得越遠(yuǎn)，所以如果我們先輸出數(shù)據(jù)高位的話(huà)，最高位在8個(gè)脈沖后就會(huì)跑到SRH的Q腳。這就像我們排隊(duì)一樣，一個(gè)寄存器里面有8個(gè)位置，每次給一個(gè)脈沖就好比一次呼叫：“大家可以往前移一位了！”就這樣，隊(duì)伍不斷得往前移。

然后我們看到LRA——LRH，它們是鎖存寄存器（LatchRegister），每次鎖存脈沖引腳（LatchClock）給一個(gè)脈沖，Q腳就會(huì)輸出并保持D腳的值。LR和SR其實(shí)是差不多的功能，只是SR多了個(gè)復(fù)位腳。

我們可以把LR看成是照相機(jī)，鎖存脈沖引腳就相當(dāng)于是照相機(jī)的快門(mén)，我們給一個(gè)鎖存脈沖，那么數(shù)據(jù)就被鎖存在了對(duì)應(yīng)的Q腳。而當(dāng)我們沒(méi)有操作鎖存引腳的時(shí)候，照相機(jī)只是擺在那里，不管隊(duì)伍怎么前進(jìn)了，照相機(jī)的輸出始終是不變的。只有某次按下了快門(mén)，所有的照相機(jī)的照片就都更新了一次。

大概有人會(huì)問(wèn)，圖中的三角形加小圓圈是什么呢？那是非門(mén)，說(shuō)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。還有就是貼在方形鎖存器上的那些小圓圈，也是起到反向的左右。

74HC595使用方法

74HC595的數(shù)據(jù)端

Q0--Q7：八位并行輸出端，可以直接控制數(shù)碼管的8個(gè)段。

Q7：級(jí)聯(lián)輸出端。將它接下一個(gè)595的DS端。

DS：串行數(shù)據(jù)輸入端，級(jí)聯(lián)的話(huà)接上一級(jí)的Q7。

74HC595的控制端說(shuō)明

/MR（10腳）：低電平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。通常我將它接Vcc。

SH_CP（11腳）：上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位。Q0->Q1->Q2-->Q3-->...-->Q7;下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。（脈沖寬度：5V時(shí)，大于幾十納秒就行了。我通常都選微秒級(jí)）

ST_CP（12腳）：上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器，下降沿時(shí)存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變。通常我將ST_CP置為低電平，當(dāng)移位結(jié)束后，在ST_CP端產(chǎn)生一個(gè)正脈沖（5V時(shí)，大于幾十納秒就行了。我通常都選微秒級(jí)），更新顯示數(shù)據(jù)。

/OE（13腳）：高電平時(shí)禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機(jī)的引腳不緊張，用一個(gè)引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過(guò)數(shù)據(jù)端移位控制要省時(shí)省力。

注1）74164和74595功能相仿，都是8位串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出移位寄存器。74164的驅(qū)動(dòng)電流（25mA）比74595（35mA）的要小，14腳封裝，體積也小一些。

2）74595的主要優(yōu)點(diǎn)是具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器，在移位的過(guò)程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在串行速度慢的場(chǎng)合很有用處，數(shù)碼管沒(méi)有閃爍感。

3）595是串入并出帶有鎖存功能移位寄存器，它的使用方法很簡(jiǎn)單，如下面的真值表，在正常使用時(shí)ST_CP為低電平，/OE為低電平。從DS每輸入一位數(shù)據(jù)，串行輸入時(shí)鐘SH_CP上升沿有效一次，直到八位數(shù)據(jù)輸入完畢，輸出時(shí)鐘ST_CP上升沿有效一次，此時(shí)，輸入的數(shù)據(jù)就被送到了輸出端。

74HC595具體使用的步驟

第一步：目的：將要準(zhǔn)備輸入的位數(shù)據(jù)移入74HC595數(shù)據(jù)輸入端上。方法：送位數(shù)據(jù)到_595。

第二步：目的：將位數(shù)據(jù)逐位移入74HC595，即數(shù)據(jù)串入方法：SH_CP產(chǎn)生一上升沿，將DS上的數(shù)據(jù)移入74HC595移位寄存器中，先送低位，后送高位。

第三步：目的：并行輸出數(shù)據(jù)。即數(shù)據(jù)并出方法：ST_CP產(chǎn)生一上升沿，將由DS上已移入數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)送入到輸出鎖存器。

說(shuō)明：從上可分析：從SH_CP產(chǎn)生一上升沿（移入數(shù)據(jù)）和ST_CP產(chǎn)生一上升沿（輸出數(shù)據(jù)）是二個(gè)獨(dú)立過(guò)程，實(shí)際應(yīng)用時(shí)互不干擾。即可輸出數(shù)據(jù)的同時(shí)移入數(shù)據(jù)。



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