广泛应用的8位串行输入/并行输出移位寄存器 M74HC595

M74HC595芯片概述

M74HC595是一款广泛应用的8位串行输入/并行输出移位寄存器，属于高性能CMOS系列。该芯片能够以串行方式接收数据，随后保存并并行输出。这使得它在需要扩展数字接口和控制高密度LED阵列等应用场合中，尤其受到欢迎。其内部结构包括寄存器、锁存器和输出驱动器，能够实现高效的数据传输和存储。

详细参数

M74HC595的主要参数如下：

- 供电电压(VCC): 2V至6V - 逻辑高电平输入阈值(VIH): 0.7 * VCC - 逻辑低电平输入阈值(VIL): 0.3 * VCC - 输出驱动能力: 35mA - 数据传输速率: 100MHz - 工作温度范围: −55°C至+125°C - 封装尺寸: 16引脚DIP/SOIC/TSSOP

厂家、包装、封装

M74HC595芯片由多个知名厂家生产，其中包括STMicroelectronics、NXP Semiconductors和Texas Instruments等。常见的封装形式包括16引脚DIP（双列直插封装）、SOIC（小外形集成电路）和TSSOP（薄小外形封装）。对于不同的应用场景，用户可以选择适合自己需求的包形式。此外，这些封装具有良好的散热性能和便于焊接的特点，便于在电路板上组装和应用。

引脚和电路图说明

M74HC595的引脚排列及其功能的详细说明如下：

| 引脚 | 名称 | 功能描述 | |------|----------------|----------------------------------------------------| | 1 | DS | 数据输入引脚，接收串行数据 | | 2 | OE | 输出使能，低电平时输出使能，高电平时高阻抗 | | 3 | ST_CP | 移位寄存器的时钟，数据在上升沿被移入寄存器 | | 4 | SH_CP | 移位时钟，控制数据的移位 | | 5 | Q0 | 输出引脚，表示移位寄存器的第一个输出位 | | 6 | Q1 | 输出引脚，表示移位寄存器的第二个输出位 | | 7 | Q2 | 输出引脚，表示移位寄存器的第三个输出位 | | 8 | GND | 接地引脚 | | 9 | Q3 | 输出引脚，表示移位寄存器的第四个输出位 | | 10 | Q4 | 输出引脚，表示移位寄存器的第五个输出位 | | 11 | Q5 | 输出引脚，表示移位寄存器的第六个输出位 | | 12 | Q6 | 输出引脚，表示移位寄存器的第七个输出位 | | 13 | Q7 | 输出引脚，表示移位寄存器的第八个输出位 | | 14 | MR | 复位引脚，低电平时复位移位寄存器 | | 15 | VCC | 正电源引脚 | | 16 | QA | 第一个输出位（可选） |

M74HC595的电路图通常包括上述引脚功能的简化图示。基本电路图的形成需要包含必要的电源连接、输入和输出设备的连接，以及相应的时钟信号源。在实际设计中，确保供电电压在正常范围内对于芯片的功能至关重要，且时钟信号的稳定性对数据的正确传输和输出也有重要影响。

使用案例

M74HC595的应用案例极为丰富，在多个领域均有广泛应用。以下是一些典型的使用案例：

1. LED驱动: M74HC595可以用于驱动多路LED灯。将不同的LED连接至输出引脚，通过串行输入来控制它们的点亮或熄灭。结合微控制器，可以实现复杂的灯光效果，如跑马灯、流水灯等效果。

2. 数码管显示: 在需要显示数字或字母的应用中，通过M74HC595控制多个7段数码管的显示。该芯片可以通过串行数据来选择显示的数字，从而简化显控电路的复杂度。

3. 扩展GPIO: 在许多微控制器上，GPIO（通用输入输出）引脚的数量有限。通过使用M74HC595，将可以将多个输出引脚扩展，增加可控制的设备数量。

4. 音频信号处理: 在音频设备中，M74HC595也可以用来控制多个扬声器的开关。通过将音频信号与M74HC595的控制功能结合，可以实现多声道的音频管理。

5. 电动机控制: 在机器人控制中，M74HC595可以享用于多电动机的控制系统，通过控制每个电动机的开关状态来实现运动。

使用M74HC595时，通常需要一段时间进行数据初始化，以及在数据传输时确保时钟信号的整齐和稳定。根据实际需要，开发者可以轻松设置相应的控制逻辑，以实现最大化的控制和效能。