八位串行输入、并行输出的移位寄存器 M74HC595BL

芯片 M74HC595BL 的概述

M74HC595BL 是一种八位串行输入、并行输出的移位寄存器，属于高速度 CMOS 技术系列，该系列产品在电源电压范围和工作温度范围内提供了很高的性能。此芯片能够将串行数据转换为并行数据，广泛应用于各种数字电路设计中，如 LED 灯控制、驱动电机、延迟控制等。

M74HC595BL 的主要功能是将输入的串行数据通过内置的时钟信号以逐位方式存储，在数据输入完成后，用户可以通过并行方式将这些数据输出到外部设备。这种机制消除了在高数据传输需求场合下使用多个 I/O 端口的需求，从而提高了系统的整体效率。

M74HC595BL 的详细参数

M74HC595BL 的一些关键参数包括：

- 工作电压 (Vcc): 2V 至 6V - 输入电压范围: -0.5V 至 Vcc + 0.5V - 输出电流: 每个输出管脚最大 ±35mA - 逻辑电平阈值: 高电平阈值（VIH）应大于 3.5V（Vcc 为 5V 时），低电平阈值（VIL）应小于 1.5V - 最大工作频率: 25 MHz（根据具体应用和环境有所不同） - 功耗: 典型值为几个毫安，具体值依赖于工作条件。

厂家、包装和封装

M74HC595BL 由多家公司生产，其主要制造商包括 STMicroelectronics、Texas Instruments 和 NXP Semiconductors 等。该芯片通常以 DIP-16 或 SOIC-16 等封装形式销售，以适应不同的电路设计需求。DIP 封装便于插入面包板进行实验，而 SMD 封装则适用于高密度电路板。

- 封装类型: DIP-16 / SOIC-16 - 引脚数: 16 - 工作温度范围: -40°C 至 125°C

引脚和电路图说明

M74HC595BL 的引脚配置如下：

- 引脚1 (QA): 第一个输出（Q0） - 引脚2 (QB): 第二个输出（Q1） - 引脚3 (QC): 第三个输出（Q2） - 引脚4 (QD): 第四个输出（Q3） - 引脚5 (QE): 第五个输出（Q4） - 引脚6 (QF): 第六个输出（Q5） - 引脚7 (QG): 第七个输出（Q6） - 引脚8 (QH): 第八个输出（Q7） - 引脚9 (MR): 复位引脚，低电平时复位 - 引脚10 (SR): 串行输入引脚 - 引脚11 (RCLK): 移位寄存器时钟引脚 - 引脚12 (SRCLK): 串行时钟引脚 - 引脚13 (OE): 输出使能引脚，低电平时输出有效 - 引脚14 (QH'): 第八个输出的反相 - 引脚15 (VCC): 电源输入 - 引脚16 (GND): 地

电路图示意如下所示：

+---------+ 1 | QA | 2 | QB | 3 | QC | 4 | QD | 5 | QE | 6 | QF | 7 | QG | 8 | QH | 9 | MR | 10 | SR | 11 | RCLK | 12 | SRCLK | 13 | OE | 14 | QH' | 15 | VCC | 16 | GND | +---------+

使用案例

M74HC595BL 被广泛应用于各类项目中，其应用场景可以在多种电子产品及开发中找到。以下是一些具体的使用案例。

1. LED 显示控制 在 LED 显示面板中，M74HC595BL 可用于控制多个 LED 灯的开关状态。通过串行输入，可以实现对多达 8 个 LED 灯的独立控制。例如，通过 Arduino 或 STM32 等开发板，利用串行通信发送数据，控制 LED 的亮灭和闪烁模式。

2. 数字电路中的扩展 IO 在一些微控制器的 I/O 端口有限的情况下，可以使用 M74HC595BL 进行 I/O 扩展。通过一个或几个引脚与控制器相连，实现更高的控制需求。例如，在机器人的控制系统中，可以通过 M74HC595BL 来控制多个舵机的运动。

3. 音频信号处理 M74HC595BL 可用于数字音频应用中，通过串行输入接收音频信号，并通过并行输出接口将声音信号传送至多个音频信号处理单元，例如 DAC（数模转换器）。

4. 数据采集系统 在数据采集系统中，M74HC595BL 可以用来在处理单元与多个传感器之间传输数据，串行输入传感器数据，然后通过并行输出送入主控芯片进行进一步处理。

5. 调光控制 通过结合 PWM（脉宽调制）技术，M74HC595BL 可以用于 LED 调光控制。通过调整输入的串行数据，可以实现不同的亮度输出，从而满足不同照明环境的需要。

6. 多段数码管显示 在数字钟或计时器项目中，使用多个数码管显示时，可以利用 M74HC595BL 将串行数据解析为并行数据信号，从而控制多个段的显示器，达到同步显示的效果。

通过这些应用案例，可以看出 M74HC595BL 芯片在各种电子项目中的灵活性和强大功能，为设计师和工程师们提供了便利和效率。