74HC595使用笔记

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1.简介

74HC595（74HCT595），是8-bit串行输入，实现8-bit串行或并行输出，带有移位寄存器和输出锁存，输出端口带有三态功能；

芯片封装形式有：DIP16、SO16、SSOP16、TSSOP16、DHVQFN16。引脚控制信号可以IO口模拟，也可通过标准SPI进行。

2. 引脚说明：

PIN1(Q1)：并行数据输出端第1位;
PIN2(Q2)：并行数据输出端第2位;
PIN3(Q3)：并行数据输出端第3位;
PIN4(Q4)：并行数据输出端第4位;
PIN5(Q5)：并行数据输出端第5位;
PIN6(Q6)：并行数据输出端第6位;
PIN7(Q7)：并行数据输出端第7位;
PIN8(GND)：地; PIN9(Q7’ )：串行数据输出端，一般作为级联输出使用；
PIN10(/MR )：低点平时将移位寄存器的数据清零，一般上拉10K电阻到VCC；
PIN11(SH_CP )：移位寄存器的时钟输入，上升沿时数据进行移位，下降沿数据不发生变化，使用时可根据要移位的数据位数，发出相应数量的脉冲数；
PIN12(ST_CP)：存储寄存器的时钟输入，上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变，即当上升沿时，Q0-Q7按照当前移位寄存器数据进行并行输出；（例：设输入数据为0x01，①在每一次移位后，ST_CP都发出脉冲，则可实现8个通道的循环选通；②在所有移位完成后（SH_CP脉冲完成），ST_CP发出脉冲，可实现8个通道选通第1通道，如此将0x01更换为不同的输入数据，可以实现不同的1个或多个通道的并行输出）；
PIN13(/OE)：输出使能，低电平有效，高电平禁止（高阻态）；
PIN14(DS)：串行数据输入，要并行输出的数据，也是级联的输入端口；如果没有级联则是8-bit，若是二级级联，数据位数是16-bit； PIN15(Q0 )：并行数据输出端第0位； PIN16(VCC)：电源，74HC系列为2～6V，74HCT系列为4.5～5.5V。

3. 电路原理

引脚控制信号可以IO口模拟，也可通过标准SPI进行。

用IO口模拟，将PIN11-PIN14分别连到MCU的控制IO，使能脚接10K电阻上拉到VCC，PIN10 也接10K电阻上拉到VCC。

如果有级联，将第一级的PIN9连到第二级的PIN14，以此类推。

用标准SPI，SPI-SCK与SH_CP连，MOSI与DS连，MISO与ST_CP相连，NSS与/OE相连（见过STM32系列这样用过，但作者本人未调试）。

4. 时序图

①SH_CP没有必要一直给，当数据的每位输入之后，再给脉冲，数据位数和脉冲数相等就可以；

②使能引脚一定得是最先变为低电平；当使能为高电平时，Q0-Q7的输出为高阻态；

③ST_CP何时输出取决于实际使用，每给一次脉冲，Q0-Q7会进行相应的并行输出；上图中ST_CP的前8个脉冲使得数据从Q0移位到Q7；

④/MR为低电平时，把移位寄存器数据清0；/MR为高电平、/OE为低电平起，各引脚信号为有意义；

⑤DS端为1时，此刻所对应的SH_CP脉冲对于Q0-Q7移位无意义，下一次脉冲将数据移位到Q0；但对于Q7’，只要/MR为高电平后，就有意义；

⑥数据1在SH_CP发出8个脉冲后，在Q7’出现。

5.IO口模拟的使用步骤：

①IO口设置为输出方式；

②将数据的第1位放入到数据输入端；

③产生1个时钟脉冲（上升沿），使第1位数据移位到Q0；

④根据实际应用，判断是否需要并行输出，若需输出，ST_CP产生1个时钟脉冲（上升沿），否则不需输出，此端口不用处理；

⑤重复步骤②③④，将第2位一直到第8位数据移位完成，并根据实际应用，判断是否需并行输出；

⑥根据实际应用，判断何时关闭并行输出，或者不用关闭。

注：SH_CP输出脉冲与ST_CP输出脉冲互不影响，是两个独立的过程，即：可以一边进行数据移位，一边数据输出，可以同时进行。这是此芯片的优点，在移位的过程中，输出端数据可以保持不变。在串行速度较慢的数码管应用时，可以利用这个特点，减轻数码管的闪烁。

6.软件代码（未级联）
//宏定义

#define POSITION   1 #define NEGATIVE   0
#define SIO_IN_LOW   SBIT_P32 = NEGATIVE
#define SIO_IN_HIGH SBIT_P32 = POSITION
#define SIO_CLK_LOW SBIT_P33 = NEGATIVE
#define SIO_CLK_HIGH SBIT_P33 = POSITION
#define SIO_LATCH_LOW SBIT_P34 = NEGATIVE
#define SIO_LATCH_HIGH SBIT_P34 = POSITION
#define SIO_EN_LOW   SBIT_P35 = NEGATIVE
#define SIO_EN_HIGH SBIT_P35 = POSITION
//子函数 void senddata( uchar uc74595data )
{
     uchar data i;
     SIO_IN_LOW;
     SIO_CLK_LOW;
     SIO_LATCH_LOW;
      SIO_EN_LOW;
     _nop_( );
     _nop_( );
     _nop_( );
     _nop_( );
     _nop_( );

   for(i=0;i<8;i++)
   {
         if( (uc74595data & 0x01) == 0 )
         {