5.1 マイクロチップ - 74HC595¶

集積回路（integrated circuit）は、回路内で「IC」という文字で表されるミニチュア電子デバイスまたはコンポーネントです。

トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタなど、回路で必要なコンポーネントと配線を特定のプロセスで相互接続し、小型またはいくつかの小型半導体ウェハーまたは誘電体基板上に製造し、それをパッケージに封装することで、必要な回路機能を持つ微細構造になります。全てのコンポーネントは一体化されており、これにより電子部品は微細化、低消費電力、知能化、高信頼性に大きく前進しています。

集積回路の発明者は、Jack Kilby（ゲルマニウム（Ge）ベースの集積回路）とRobert Norton Noyce（シリコン（Si）ベースの集積回路）です。

このキットには、GPIOピンの使用を大幅に節約できるIC、74HC595が装備されています。具体的には、8ビットの2進数を書き込むことで、デジタル信号出力のための8ピンを置き換えることができます。

必要な部品

このプロジェクトでは、以下の部品が必要です。

便利なのは、一式を購入することです。こちらがそのリンクです：

名前	このキットに含まれるアイテム	購入リンク
Kepler Kit	450以上	Kepler Kit

以下のリンクから個別に購入することも可能です。

SN	コンポーネントの説明	個数	購入リンク
1	Raspberry Pi Pico W	1	BUY
2	Micro USBケーブル	1
3	ブレッドボード	1	BUY
4	ジャンパーワイヤー	数本	BUY
5	抵抗器	8（220Ω）	BUY
6	LED	8	BUY
7	74HC595	1	BUY

回路図

sch_74hc_led

MR（ピン10）がハイレベルで、OE（ピン13）がローレベルの場合、SHcpの立ち上がりエッジでデータが入力され、SHcpの立ち上がりエッジを介してメモリレジスタに移動します。
2つのクロックが一緒に接続されている場合、シフトレジスタは常にメモリレジスタよりも1パルス早いです。
メモリレジスタには、シリアルシフト入力ピン（Ds）、シリアル出力ピン（Q）、および非同期リセットボタン（ローレベル）があります。
メモリレジスタは、3つの状態で8ビットの並列バスを出力します。
OEが有効（ローレベル）の場合、メモリレジスタ内のデータがバス（Q0〜Q7）に出力されます。

配線

コード

注釈

kepler-kit-main/arduino/5.1_microchip_74hc595 のパスの下で 5.1_microchip_74hc595.ino ファイルを開くことができます。
または、このコードを Arduino IDE にコピーしてください。
アップロード ボタンをクリックする前に、ボード（Raspberry Pi Pico）と正しいポートを選択することを忘れないでください。

プログラムが動作していると、LEDが順番に点灯しているのが見えます。

仕組みは？

配列を宣言し、74HC595で制御される8つのLEDの作動状態を変更するために使用されるいくつかの8ビットの2進数を格納します。

int datArray[] = {0b00000000, 0b00000001, 0b00000011, 0b00000111, 0b00001111, 0b00011111, 0b00111111, 0b01111111, 0b11111111};

まず STcp をローレベルに設定し、次にハイレベルに設定します。これにより、 STcp の立ち上がりエッジパルスが生成されます。

digitalWrite(STcp,LOW);

shiftOut() は、1ビットずつデータのバイトをシフトアウトするために使用されます。つまり、DSピンを使ってdatArray[num]のデータバイトをシフトレジスタにシフトします。MSBFIRSTは高ビットから動かすことを意味します。

shiftOut(DS,SHcp,MSBFIRST,datArray[num]);

digitalWrite(STcp,HIGH) が実行された後、STcpは立ち上がりエッジになります。この時点で、シフトレジスタ内のデータがメモリレジスタに移動します。

digitalWrite(STcp,HIGH);

8回後に、1バイトのデータがメモリレジスタに転送されます。その後、メモリレジスタのデータがバス（Q0-Q7）に出力されます。例えば、 B00000001 をシフトアウトすると、Q0で制御されるLEDが点灯し、Q1〜Q7で制御されるLEDは消灯します。