常用的串行进入并行输出的移位寄存器 74HC595DR

芯片74HC595DR的概述

74HC595DR是一种常用的串行进入并行输出的移位寄存器，这种芯片在数字电路设计中得到了广泛应用。它属于高速度CMOS系列，具有较低的功耗和较快的操作速度。芯片74HC595DR可以实现16个输出位的控制，非常适合于LED点阵屏、七段显示器及其他各种需要并行输出的场景。

该芯片的主要功能是将输入的串行数据转换为并行数据输出。通过串行数据输入端(SI)输入数据，再通过时钟信号(CLK)进行数据的移位和存储。移位寄存器内部包含8个D触发器，它们的输出可以通过控制引脚方便地进行读取。

芯片74HC595DR的详细参数

在讨论74HC595DR的详细参数时，需要重点关注以下几个方面：

1. 电源电压 (Vcc)：74HC595DR工作在2V到6V之间，通常推荐使用5V电源。 2. 输出电流 (Iout)：每个输出引脚的最大输出电流为35mA。 3. 存储温度范围：-65°C至+150°C。 4. 工作温度范围：-40°C至+85°C。 5. 时钟频率 (f_clk)：最高时钟频率可达到80MHz，具体取决于电压及温度等因素。 6. 移位时延：在5V电源下，数据移位时延为14ns。

此外，74HC595DR还具备一些其他功能，例如可以同时控制9个输出位，7个输出位和一个锁存输出位，适应多种应用场合。

芯片74HC595DR的厂家、包装和封装

74HC595DR作为一种广泛使用的集成电路，它的生产厂家涵盖了许多世界知名的半导体公司。主要制造商包括Texas Instruments（德州仪器）、NXP Semiconductors（恩智浦）、STMicroelectronics（意法半导体）等。

在包装和封装方面，74HC595DR采用DIP（Dual In-line Package）封装，通常为16引脚封装形式。它的引脚间距为2.54mm，方便在面包板或PCB中焊接和应用。此外，74HC595DR还提供SMT（表面贴装技术）封装，便于在高密度电路中应用。

芯片74HC595DR的引脚和电路图说明

74HC595DR的引脚排列如下：

1. Vcc：电源供电引脚。 2. GND：接地引脚。 3. DS (DSI / SI)：串行数据输入引脚，接收数据。 4. SH_CP (CLK)：移位时钟引脚，控制数据的移位。 5. ST_CP (LATCH)：锁存时钟引脚，将移位寄存器中的数据锁存到输出。 6. Q0-Q7：并行输出引脚。 7. OE：输出使能引脚，控制输出端是否有效。

对于74HC595DR电路图的设计，可以通过上下文将其视为一个扩展LED控制器。例如，当将多个74HC595DR串联在一起时，每个芯片的Q7'（Q7 Output）输出引脚可以连接至下一个芯片的DS输入，从而允许通过一个数据线控制多个输出位。

芯片74HC595DR的使用案例

在实际应用中，74HC595DR可以非常方便地用于LED矩阵显示。比如，设计一个5x7的LED点阵显示，通过将几个74HC595DR串联来精确控制点阵的每个LED。

##### 硬件连接 1. 电源：将74HC595DR的Vcc和GND引脚连接至电源。 2. 数据输入：在Arduino或者其他微控制器的某个引脚上配置为串行数据输出，对应连接到74HC595的DS引脚。 3. 时钟和锁存：将微控制器的引脚分别连接至74HC595的SH_CP和ST_CP，引发时钟信号和锁存信号。

##### 软件编程 在编写代码时，通过串行输入函数与控制时钟引脚函数实现数据发送。如下所示：

c void setup() { pinMode(DATA_PIN, OUTPUT); // 数据引脚 pinMode(CLOCK_PIN, OUTPUT); // 时钟引脚 pinMode(LATCH_PIN, OUTPUT); // 锁存引脚 }

void loop() { digitalWrite(LATCH_PIN, LOW); // 开始锁存 shiftOut(DATA_PIN, CLOCK_PIN, MSBFIRST, data); // 发送数据 digitalWrite(LATCH_PIN, HIGH); // 锁存数据 delay(1000); // 延时 }

在这段代码中，`shiftOut`函数将数据以串行方式发送到74HC595DR，同时提供时钟信号，确保数据按照正确顺序移位。通过这样的简单编程即可实现对LED点阵的动态显示效果。

此外，74HC595DR还可以用于控制其他外部设备，如数码管、继电器等，有效扩展了微控制器的输出能力。随着嵌入式系统的复杂性不断提升，74HC595DR因其高效性和灵活性，成为设计中不可或缺的重要组件。