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74HC595¶

ArduinoのピンやLEDをたくさんコントロールしたい時、またはボタン、センサー、サーボを同時にコントロールするためのI/Oピンが足りない時、どうしますか？Arduinoにはセンサーを数つ接続できますが、すぐにピンが不足することがあります。

その解決策は「シフトレジスタ」を使用することです。シフトレジスタを使用すると、Arduino（または任意のマイクロコントローラ）から使用できるI/Oピンの数を増やすことができます。74HC595シフトレジスタは、その中でも特に有名です。

74HC595は基本的に独立した8つの出力ピンをコントロールし、入力ピンは3つしか使用しません。8つ以上のI/Oラインが必要な場合、任意の数のシフトレジスタを簡単にカスケード接続して、多くのI/Oラインを作成できます。これは所謂のシフト動作によって行われます。

特徴

74HC595のピンとその機能:

Q0-Q7: 8ビットの並列データ出力ピン。8つのLEDや7セグメントディスプレイの8ピンを直接制御可能。
Q7': シリーズ出力ピン。複数の74HC595をシリーズ接続する際に、別の74HC595のDSに接続。
MR: リセットピン。低レベルでアクティブ。
SHcp: シフトレジスタの時系列入力。上昇エッジで、シフトレジスタ内のデータが1ビットずつ移動。例：Q1のデータがQ2に移動。下降エッジでは、シフトレジスタのデータは変更されません。
STcp: ストレージレジスタの時系列入力。上昇エッジで、シフトレジスタのデータがメモリレジスタに移動。
CE: 出力有効ピン。低レベルでアクティブ。
DS: シリアルデータ入力ピン
VCC: 正の供給電圧。
GND: グラウンド。

機能図

動作原理

MR（ピン10）が高レベルで、OE（ピン13）が低レベルのとき、データはSHcpの上昇エッジで入力され、STcpの上昇エッジを通ってメモリレジスタに移動します。

シフトレジスタ
- 例として、74hc595のシフトレジスタにバイナリデータ1110 1110を入力する場合。
- データはシフトレジスタのビット0から入力されます。
- シフトレジスタクロックが上昇エッジの場合、シフトレジスタ内のビットが1ステップシフトされます。例：ビット7はビット6の前の値を受け入れ、ビット6はビット5の値を取得します。

例