74HC595是一個8位串列輸入、並行輸出的位移快取器：並行輸出為三態輸出。在SCK 的上升沿，串列數據由SDL輸入到內部的8位位移快取器，並由Q7'輸出，而並行輸出則是在LCK的上升沿將在8位位移快取器的數據存入到8位並行輸出快取器。當串列數據輸入端OE的控制信號為低使能時，並行輸出端的輸出值等於並行輸出快取器所存儲的值。
基本介紹
- 中文名：74HC595
- 類別：存儲器
- 功能：數據存儲
- 結構：矽結構的CMOS器件
特點,輸出能力,引腳說明,使用方法,真值表,相關注釋,程式樣例,
特點
8位串列輸入 /8位串列或並行輸出 存儲狀態暫存器，三種狀態
74HC595是具有三態輸出功能（即具有高電平、低電平和高阻抗三種輸出狀態）的門電路。輸出暫存器可以直接清除。具有100MHz的移位頻率。
輸出能力
並行輸出，匯流排驅動； 串列輸入；標準中等規模積體電路
595移位暫存器有一個串列移位輸入（Ds），和一個串列輸出（Q7’）,和一個異步的低電平復位，存儲暫存器有一個並行8位的，具備三態的匯流排輸出，當使能OE時（為低電平），存儲暫存器的數據輸出到匯流排。
參考數據
Cpd決定動態的能耗，
Pd=Cpd×VCC×f1+∑(CL×VCC^2×f0)
F1=輸入頻率，CL=輸出電容 f0=輸出頻率（MHz） Vcc=電源電壓
引腳說明
74HC595符號 | 引腳 | 描述 |
Q0--Q7 | 第15腳，第1-7腳 | 8位並行數據輸出， |
GND | 第8腳 | 地 |
Q7’ | 第9腳 | 串列數據輸出 |
/MR | 第10腳 | 主復位（低電平有效） |
SH_CP | 第11腳 | 數據輸入時鐘線 |
ST_CP | 第12腳 | 輸出存儲器鎖存時鐘線 |
/OE | 第13腳 | 輸出有效（低電平有效） |
DS | 第14腳 | 串列數據輸入 |
VCC | 第16腳 | 電源 |
使用方法
74595的數據端：
Q0--Q7: 八位並行輸出端，可以直接控制數碼管的8個段。
Q7': 級聯輸出端。將它接下一個595的DS端。
DS: 串列數據輸入端,級聯的話接上一級的Q7'。
74595的控制端說明：
/MR(10腳): 低電平時將移位暫存器的數據清零。通常接到VCC防止數據清零。
SH_CP(11腳)：上升沿時數據暫存器的數據移位。Q0->Q1->Q2-->Q3-->...-->Q7;下降沿移位暫存器數據不變。(脈衝寬度：5V時，大於幾十納秒就行了。我通常都選微秒級)
ST_CP(12腳)：上升沿時移位暫存器的數據進入數據存儲暫存器，下降沿時存儲暫存器數據不變。通常我將ST_CP置為低電平，當移位結束後，在ST_CP端產生一個正脈衝(5V時，大於幾十納秒就行了。我通常都選微秒級)，更新顯示數據。
/OE(13腳): 高電平時禁止輸出(高阻態)。如果單片機的引腳不緊張，用一個引腳控制它，可以方便地產生閃爍和熄滅效果。比通過數據端移位控制要省時省力。
注1)74164和74595功能相仿，都是8位串列輸入轉並行輸出移位暫存器。74164的驅動電流(25mA)比74595(35mA)的要小,14腳封裝，體積也小一些。
2)74595的主要優點是具有數據存儲暫存器，在移位的過程中，輸出端的數據可以保持不變。這在串列速度慢的場合很有用處，數碼管沒有閃爍感。
3)595是串入並出帶有鎖存功能移位暫存器，它的使用方法很簡單，如下面的真值表，在正常使用時ST_CP為低電平， /OE為低電平。從DS每輸入一位數據，串列輸入時鐘SH_CP上升沿有效一次，直到八位數據輸入完畢，輸出時鐘ST_CP上升沿有效一次，此時，輸入的數據就被送到了輸出端。
595具體使用的步驟:
第一步：目的：將要準備輸入的位數據移入74HC595數據輸入端上。
方法：送位數據到_595。
第二步：目的：將位數據逐位移入74HC595，即數據串入
方法：SH_CP產生一上升沿，將DS上的數據移入74HC595移位暫存器中，先送低位，後送高位。
第三步：目的：並行輸出數據。即數據並出
方法：ST_CP產生一上升沿，將由DS上已移入數據暫存器中的數據
送入到輸出鎖存器。
說明： 從上可分析：從SH_CP產生一上升沿(移入數據)和ST_CP產生一上升沿(輸出數據)是二個獨立過程，實際套用時互不干擾。即可輸出數據的 同時移入數據。
真值表
輸入 | 輸出 | 功能 | |||||
SHCP | STCP | OE | MR | DS | Q7’ | Qn | |
× | × | L | L | × | L | NC | MR為低電平時僅僅影響移位暫存器 |
× | ↑ | L | L | × | L | L | 清空移位暫存器到輸出暫存器 |
× | × | H | L | × | L | Z | 清空移位暫存器，並行輸出為高阻狀態 |
↑ | × | L | H | H | Q6’ | NC | 邏輯高電平移入移位暫存器狀態0，包含所有的移位暫存器狀態 移入 |
× | ↑ | L | H | × | NC | Qn’ | 移位暫存器的內容到達保持暫存器並從並口輸出 |
↑ | ↑ | L | H | × | Q6’ | Qn’ | 移位暫存器內容移入，先前的移位暫存器的內容到達保持暫存器並出 |
相關注釋
H=高電平狀態
L=低電平狀態
↑=上升沿
↓=下降沿
Z=高阻態
NC=無變化
×=無關係
當MR為高電平，數據在SHCP上升沿進入移位暫存器，在STCP上升沿輸出到並行連線埠，OE為使能端，低電平有效，當OE為低時，輸出使能，為高關閉使能，並不影響其他輸入端。
真值表程式樣例
DS接MOSI,OE/GND接GND,SH_CP接SCLK,ST_CP接使能信號BIT0@P1,MR/VCC接POWER,如果不需要16位,改US16B,不使用H暫存器即可,還有SPI工作期間可以進入低功耗,也可以執行指令.
#include <msp430.h>void main(void){ WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; P1DIR |= BIT0 + BIT1; P1OUT &= ~BIT0; USICTL0 |= USIPE6 + USIPE5 + USIMST + USIOE; USICTL1 |= USIIE; USICKCTL = USIDIV_7 + USISSEL_2; USICTL0 &= ~USISWRST; while(1) { P1OUT |= BIT0; USISRH = 0xAA; USISRL = 0xAA; USICNT = 0x10 + USI16B; // 16位數,級聯可用. while((USICTL1 & USIIFG) != 0x01){ //此處可以乾別的 //這裡寫入與SPI無關的代碼,共8*16=128條單周期指令. } USICTL1 &= ~USIIFG; P1OUT &= ~BIT0; }}單片機74HC595模組驅動程式
//74HC595 LED控制#include <reg51.h>#include <intrins.h>#define NOP() _nop_()sbit MOSIO=P3^4;sbit R_CLK=P3^5;sbit S_CLK=P3^6;void delay(unsigned int i);void HC595SendData(unsigned char SendVal);main( ){ unsigned char Led=0xfe; HC595SendData(0xff); while(1) { HC595SendData(Led); Led<<=1; Led =Led|0x01; if(Led==0xff)Led=0xfe; delay(200); }}void delay(unsigned int i){ unsigned int j; for(i;i>0;i--) for(j=300;j>0;j--);}void HC595SendData(unsigned char SendVal){ unsigned char i; for(i=0;i<8;i++) { if((SendVal<<i)&0x80)MOSIO=1; else MOSIO=0; S_CLK=0; NOP(); NOP(); S_CLK=1; } R_CLK=0; NOP(); NOP(); R_CLK=1;}74HC595驅動靜態數碼管程式
#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define NOP()_nop_()sbit MOSIO=P3^4;sbit R_CLK=P3^5;sbit S_CLK=P3^6;void delay(unsigned int i);void HC595SendData(unsigned char SendVal);unsigned char code LED7Code[]={~0x3F,~0x06,~0x5B,~0x4F,~0x66,~0x6D,~0x7D,~0x07,~0x7F,~0x6F,~0x77,~0x7C,~0x39,~0x5E,~0x79,~0x71};main(){ unsigned char HC595SendVal; static unsigned char LedNumVal=0; while(1) { LedNumVal++; HC595SendVal=LED7Code[LedNumVal%16]; HC595SendData(HC595SendVal); delay(200); }}void delay(unsigned int i){ unsigned int j; for(i;i>0;i--) for(j=300;j>0;j--);}void HC595SendData(unsigned char SendVal){ unsigned char i; for(i=0;i<8;i++) { if((SendVal<<i)&0x80)MOSIO=1; else MOSIO=0; S_CLK=0; NOP(); NOP(); S_CLK=1; } R_CLK=0; NOP(); NOP(); R_CLK=1;}雙595驅動點陣程式
#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define NOP() _nop_()sbit MOSIO=P3^7;sbit R_CLK=P3^5;sbit S_CLK=P3^6;sbit en573=P1^3;sbit ends=P1^2;void HC595SendData(unsigned int SendVal);unsigned int Val;unsigned char code tab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};unsigned char code digittab[18][8]={{0x00,0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00},//0{0x00,0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00},//1{0x00,0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00},//2{0x00,0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00},//3{0x00,0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00},//4{0x00,0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00},//5{0x00,0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00},//6{0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00},//7{0x00,0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00},//8{0x00,0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00},//9{0x00,0x00,0x7F,0x48,0x48,0x30,0x00,0x00},//P{0x00,0x00,0x7F,0x48,0x4C,0x73,0x00,0x00},//R{0x00,0x00,0x7F,0x49,0x49,0x49,0x00,0x00},//E{0x00,0x00,0x3E,0x41,0x41,0x62,0x00,0x00},//C{0x00,0x00,0x7F,0x08,0x08,0x7F,0x00,0x00},//H{0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x00},//I{0x00,0x7F,0x10,0x08,0x04,0x7F,0x00,0x00},//N{0x7C,0x48,0x48,0xFF,0x48,0x48,0x7C,0x00}};unsigned int timecount;unsigned char cnta;unsigned char cntb;void main(void){ TMOD=0x01; TH0=(65536-3000)/256; TL0=(65536-3000)%256; TR0=1; ET0=1; EA=1; cntb=0; ends=0; en573=0; while(1) { }}void t0(void)interrupt 1 using 0{ TH0=(65536-3000)/256; TL0=(65536-3000)%256; if(cntb<18) { //P1=0xFF; //P2=tab[cnta]; P0=~digittab[cntb][cnta]; Val=tab[cnta]&0x00ff; Val<<=8; Val=Val+0x00ff; HC595SendData(Val); } else { //P2=0xFF; //P1=tab[cnta]; P0=~digittab[cntb-18][cnta]; Val=tab[cnta]; Val=Val+0xFF00; HC595SendData(Val); } if(++cnta>=8)cnta=0; if(++timecount>=333) { timecount=0; if(++cntb>=36)cntb=0; }}void HC595SendData(unsigned int SendVal){ unsigned char i; for(i=0;i<16;i++) { if((SendVal<<i)&0x8000)MOSIO=1;//setdatalinehigh0X8000 else MOSIO=0; //MOSIO=1 S_CLK=0; NOP(); NOP(); S_CLK=1; } R_CLK=0;//setdatalinelow NOP(); NOP(); R_CLK=1;}