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5.1 Microchip - 74HC595

Il circuito integrato (integrated circuit) è un tipo di dispositivo elettronico o componente miniaturizzato, rappresentato dalla sigla «IC» nel circuito.

Viene utilizzato un certo processo per interconnettere transistor, resistori, condensatori, induttori e altri componenti e cablaggi necessari in un circuito, fabbricati su uno o più piccoli wafer semiconduttori o substrati dielettrici, e successivamente racchiusi in un involucro. Si crea così una microstruttura con le funzioni circuitali richieste; tutti i componenti sono strutturati come un insieme, rendendo i componenti elettronici un grande passo verso la miniaturizzazione, il basso consumo energetico, l’intelligenza e l’alta affidabilità.

Gli inventori dei circuiti integrati sono Jack Kilby (circuiti integrati basati sul germanio (Ge)) e Robert Norton Noyce (circuiti integrati basati sul silicio (Si)).

Questo kit è dotato di un IC, il 74HC595, che può notevolmente risparmiare l’uso dei pin GPIO. In particolare, può sostituire 8 pin per l’output del segnale digitale scrivendo un numero binario a 8 bit.

• Binary number - Wikipedia

• 74HC595

Componenti Necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	ELEMENTI IN QUESTO KIT	LINK
Kepler Kit	450+	Kepler Ultimate Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

SN	COMPONENTE	QUANTITÀ	LINK
1	Introduzione al Pico W	1	ACQUISTA
2	Cavo Micro USB	1
3	Breadboard	1	ACQUISTA
4	Cavi Jumper	Diversi	ACQUISTA
5	Resistenza	8 (220Ω)	ACQUISTA
6	LED	8	ACQUISTA
7	74HC595	1	ACQUISTA

Schema

• Quando MR (pin10) è a livello alto e OE (pin13) è a livello basso, i dati vengono inseriti al fronte di salita di SHcp e trasferiti al registro di memoria tramite il fronte di salita di SHcp.

• Se i due clock sono collegati insieme, il registro a scorrimento è sempre un impulso in anticipo rispetto al registro di memoria.

• Nel registro di memoria è presente un pin di ingresso a scorrimento seriale (Ds), un pin di uscita seriale (Q) e un pulsante di reset asincrono (a livello basso).

• Il registro di memoria emette un Bus con un’uscita parallela a 8 bit e in tre stati.

• Quando OE è abilitato (livello basso), i dati nel registro di memoria vengono emessi sul bus (Q0 ~ Q7).

Cablaggio

Codice

Nota

• Apri il file 5.1_microchip_74hc595.py nel percorso kepler-kit-main/micropython oppure copia questo codice in Thonny, quindi clicca su «Run Current Script» o semplicemente premi F5 per eseguirlo.

• Non dimenticare di selezionare l’interprete «MicroPython (Raspberry Pi Pico)» nell’angolo in basso a destra.

• Per tutorial dettagliati, fai riferimento a Aprire ed Eseguire Codice Direttamente.

import machine
import time

sdi = machine.Pin(0,machine.Pin.OUT)
rclk = machine.Pin(1,machine.Pin.OUT)
srclk = machine.Pin(2,machine.Pin.OUT)

def hc595_shift(dat):
    rclk.low()
    time.sleep_ms(5)
    for bit in range(7, -1, -1):
        srclk.low()
        time.sleep_ms(5)
        value = 1 & (dat >> bit)
        sdi.value(value)
        time.sleep_ms(5)
        srclk.high()
        time.sleep_ms(5)
    time.sleep_ms(5)
    rclk.high()
    time.sleep_ms(5)

num = 0

for i in range(16):
    if i < 8:
        num = (num<<1) + 1
    elif i>=8:
        num = (num & 0b01111111)<<1
    hc595_shift(num)
    print("{:0>8b}".format(num))
    time.sleep_ms(200)

Quando il programma è in esecuzione, num verrà scritto nel chip 74HC595 come numero binario a otto bit per controllare l’accensione e lo spegnimento degli 8 LED. Possiamo vedere il valore corrente di num nella shell.

Come Funziona?

hc595_shift() farà sì che il 74HC595 emetta 8 segnali digitali. Esso invia l’ultimo bit del numero binario a Q0, e il primo bit a Q7. In altre parole, scrivendo il numero binario «00000001» si farà in modo che Q0 emetta un livello alto e Q1~Q7 emettano un livello basso.