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74HC595

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Ti è mai capitato di voler controllare molteplici LED o di aver bisogno di più pin I/O per controllare pulsanti, sensori e servomotori contemporaneamente? Puoi collegare alcuni sensori ai pin dell’Arduino, ma presto finirai i pin disponibili.

La soluzione è utilizzare i «registri a scorrimento». I registri a scorrimento ti permettono di espandere il numero di pin I/O che puoi utilizzare dall’Arduino (o da qualsiasi altro microcontrollore). Il registro a scorrimento 74HC595 è uno dei più famosi.

Il 74HC595 controlla fondamentalmente otto pin di output indipendenti utilizzando solo tre pin di input. Se hai bisogno di più di otto linee I/O aggiuntive, puoi facilmente collegare in cascata un qualsiasi numero di registri a scorrimento e creare un gran numero di linee I/O. Tutto ciò è realizzato attraverso il cosiddetto «shifting».

Caratteristiche

  • Registro a scorrimento seriale a 8 bit, uscita parallela

  • Ampio range di tensione operativa da 2 V a 6 V

  • Uscite a 3 stati ad alta corrente possono pilotare fino a 15 carichi LSTTL

  • Basso consumo energetico, massimo ICC 80 µA

  • tPD tipico = 14 ns

  • Uscita ±6 mA a 5 V

  • Bassa corrente di ingresso, massimo 1 µA

  • Il registro a scorrimento ha una funzione di cancellazione diretta

Pin del 74HC595 e loro funzioni:

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  • Q0-Q7: Pin di uscita dati paralleli a 8 bit, in grado di controllare direttamente 8 LED o 8 pin di un display a 7 segmenti.

  • Q7”: Pin di uscita in serie, collegato al pin DS di un altro 74HC595 per collegare più 74HC595 in serie.

  • MR: Pin di reset, attivo a livello basso;

  • SHcp: Ingresso della sequenza temporale del registro a scorrimento. Sul fronte di salita, i dati nel registro a scorrimento si spostano progressivamente di un bit, ad esempio, i dati in Q1 si spostano in Q2 e così via. Mentre sul fronte di discesa, i dati nel registro a scorrimento rimangono invariati.

  • STcp: Ingresso della sequenza temporale del registro di memoria. Sul fronte di salita, i dati nel registro a scorrimento si spostano nel registro di memoria.

  • CE: Pin di abilitazione dell’uscita, attivo a livello basso.

  • DS: Pin di ingresso dati seriali.

  • VCC: Tensione di alimentazione positiva.

  • GND: Massa.

Diagramma Funzionale

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Principio di Funzionamento

Quando MR (pin10) è a livello alto e OE (pin13) è a livello basso, i dati vengono inseriti sul fronte di salita di SHcp e passano nel registro di memoria attraverso il fronte di salita di STcp.

  • Registro a Scorrimento

    • Supponiamo di voler inserire i dati binari 1110 1110 nel registro a scorrimento del 74HC595.

    • I dati vengono inseriti dal bit 0 del registro a scorrimento.

    • Ogni volta che l’orologio del registro a scorrimento ha un fronte di salita, i bit nel registro a scorrimento vengono spostati di un passo. Ad esempio, il bit 7 accetta il valore precedente del bit 6, il bit 6 ottiene il valore del bit 5, e così via.

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  • Registro di Memoria

    • Quando il registro di memoria è nello stato di fronte di salita, i dati del registro a scorrimento verranno trasferiti al registro di memoria.

    • Il registro di memoria è collegato direttamente agli 8 pin di uscita, Q0 ~ Q7 saranno in grado di ricevere un byte di dati.

    • Il cosiddetto registro di memoria significa che i dati possono esistere in questo registro e non scompariranno con un’uscita.

    • I dati rimarranno validi e invariati fintanto che il 74HC595 rimane alimentato.

    • Quando arrivano nuovi dati, quelli nel registro di memoria verranno sovrascritti e aggiornati.

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Esempio