SM74HC595D电路级联教程

SM74HC595D电路级联教程

1简述

SM74HC595D 是一种具有8 位锁存、8 位串行输入、 8 位串/并行输出、 串—并移位寄存器和三态输出功能的通用LED 驱动芯片。具有8 位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 该设备具有串行输入（SER）和串行输出（Q7S）来级联和异步复位输入SCLR的功能。

移位寄存器和存储寄存器时钟都是分开的。

在移位寄存器时钟（SCK）的上升沿时，SER上的数据会被移入移位寄存器，在存储寄存器时钟（RCK）上升沿时，移位寄存器里的数据传输到存储寄存器，当输出使能G为低时，存储寄存器里的数据就会并行输出。

当SCLR为低电平时复位移位寄存器，即将移位寄存器数据清零。

当OE为高电平时输出为高阻态。

2 引脚功能

3 真值表

再来看看该芯片的的真值表图。

从真值表中可以看出其逻辑关系，主要使用红框部分。

4 逻辑关系

从功能框图中可以看出，引脚10、11、14都是作用在移位寄存器的，被传输的数据先进入移位寄存器，再通过SCK将移位寄存器的数据存入存储寄存器，最后通过输出使能端\G使能数据并行输出，引脚9 Q7S用于级联。

我们知道74HC595是将数据串转并的，也就是数据（8bit）串行输入，并行输出。串行并行这些概念就不多说了，不清楚的自行查资料。

使用步骤：

1、先把要传输的数据（8bit）从引脚14 SER输入到74HC595

2、将从SER上的数据串行移入移位寄存器，需要时钟驱动，即引脚11（SCK）每产生一个上升沿，SER上的数据往移位寄存器送入一位，先送低位，后送高位，经过8个上升沿后，8bit全部送入移位寄存器了。

3、将移位寄存器里的数据送入存储寄存器，引脚12（STCP）产生一个上升沿后，该操作就完成了。

4、引脚13（G）为低电平，则步骤3送入存储寄存器的8bit数据（一个字节）就在Q7-Q0并行输出，并输出的数据会被所存起来。

注意：数据并行输出后，只要没有数据更新进来，原输出的数据保持不变，就是所谓的锁存（数据被锁存住）。在完成步骤123后，只要步骤4还没使能，输出都是保持不变的（这里是有误的，输出不是保持不变，不使能，输出是呈高阻态），当OE一使能，新的数据就输出，覆盖旧输出。

5单片595串转并输出过程

最后以图片的形式简单描述将0x11并行输出的过程：

0x11转为二进制是 0001 0001，串转并过程如图

 

5单片595电路

74HC595的工作原理我们清楚知道要驱动595主要是控制5个引脚：引脚14（DS）、引脚11（SHCP）、引脚12（STCP）和引脚13（OE）。

以74HC595驱动8个LED灯为例设计一个简单电路：

电源和地引脚就不用多说了，上5V，电源引脚加了个0.1uF的去耦电容。

这个电路中，我把引脚13直接接地，芯片是一直处于输出使能的，引脚10接了个上拉电阻到5V，也就是主复位不使能，不使用复位功能。

引脚14、引脚11和引脚12可以连接到单片机的IO引脚，通过单片机编程来驱动74HC595，Q7-Q0连接需控制的负载，这里就是8个LED了。

6 595级联电路

单个74HC595的电路就这样子了，是不是很简单？接下来说下595如何级联使用，我在datasheet中好像没看到最多级联个数，据说可以无限级联，我自己最多级联了4个。

74HC595的级联电路很简单，只需把前一个595的引脚9（Q7S）连接到下一个595的引脚14（DS）即可，如图所示：

74HC595的级联电路设计是不是很简单？为什么这样子就可以实现级联呢？

在前一篇文章也提到74HC595是串行输入，串行/并行输出的，级联就用到这个串行输出了，也就是引脚9，通过引脚9把数据传到下一级595的引脚14（DS），根据图3来说下级联数据传送的原理。

假如往第一级的595连续发三个字节数据：ABCD EFGH、IJKLP MNOP、QRST UVWX，第一个字节ABCD EFGH先进入第一级595移位寄存器；

当第二个数据IJKLP MNOP到来时，也往第一级595移位寄存器移，而第一个字节就会被挤出到第二个移位寄存器；

当第三个数据QRST UVWX到来时，也往第一级移位寄存器移，第二个字节就被挤出到第二级移位寄存器移，而一个字节就被挤出到第三级移位寄存器移；

由于OE引脚一直低电平，所以当STCP产生上升沿后，这三个字节就并行输出了。

注意：由于级联数据是被挤出到下一级的，所以先发送的数据最后是到最后一级595的。

好了，74HC595的电路设计就说到这里，下一篇595文章会讲一下stm32分别用IO模拟时序和SPI总线两种方式控制595控制595实现流水灯的功能。

 

7 74HC595级联电路编程（模拟IO口控制）

前面两篇文章已详细分析过74HC595的工作原理，接下来讲下用stm32去驱动两片74HC595控制16个LED实现流水灯效果。

这篇的代码是用IO模拟74HC595时序驱动的，下一篇文章，我们介绍下如何用SPI来驱动。直接贴上代码分析，代码很简单，每个语句的注释都说得很清楚了。。。。。。

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