读芯片手册及595串行实例全解

aosini

读芯片手册及595串行实例全解

小伙伴们，是不是在刚接触芯片的时候感觉很吃力呢，多数的芯片手册都是英文的，是不是感动很无力呢。这篇文章将以74HC595为例，讲解手册的阅读方式，主要是时序图的解读，以及595应用实例。

1  595手册

打开手册，我们将知道一个芯片的特征、用途、整体描述、参考数据（控制信号的大小），真值表和时序图（这两个很重要），其他的内容多数为在不同环境中的测试数据。

74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和存储器是分别的时钟。

图1  引脚配置结构图

74595的数据端：

QA—QH：八位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。

QH’：级联输出端。将它接下一个595的SER端。

SER：串行数据输入端。

74595的控制端说明：

SCK(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。移位方向QA-->QB-->QC-->...-->QH；下降沿移位寄存器数据不变。（脉冲宽度：5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级）

RCK(12脚)：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。通常我将RCK置为低电平，当移位结束后，在RCK端产生一个正脉冲（5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级），更新显示数据。

/SCL(10脚)：低电平时将移位寄存器的数据清零。通常将它接Vcc。

/G(13脚)：高电平时禁止输出（高阻态）。通常我将它接GND。

图2  时序图

每个引脚的功能我们清楚了，现在我们来学习如何看时序图。时序图中我们可以看出，SCK和RCK的上升沿是不同时刻的（先接收，再输出），我们可以看到串行数据输入端SER为高电平时，SCK有上升沿（此时/SCL为高电平，/G为低电平），这时移位寄存器的第一位被写1，也就在这时QH’脚输出，输出的值为移位寄存器的第8位，这时的值为0，见时序图。在接收到RCK第一个上升沿时，将移位寄存器中的值赋值给锁存寄存器，并并行输出，QA输出的是锁存寄存器的第一位，QB输出的是锁存寄存器的第二位，······

SCK的第三个上升沿时，SER为低电平，移位寄存器向左移一位，并将接收到的值写入移位寄存器的第一位，此时移位寄存器的存储的值为0000 0010。在RCK的第二个上升沿到来时，并行输出为0000 0010。

当SCK 的第九个上升沿时，SER为低电平，移位寄存器向左移一位（向高位），并将接收到的值写入移位寄存器的第一位，这时1已被移到移位寄存器的第8位，这时移位寄存器中的值为1000 0000，QH’输出为1。在RCK的第八个上升沿到来时，并行输出QH的输出为1，其他并行引脚输出为0。

当/G为1时，输出为高组态。

2  595串行

按照电路图连接线路。接线图中，我绿灯代表的是QA端，用以区别其他端口。

图3  电路原理图

写入如下程序：

1.                        num1=0x88;
   
2.                         for(j=0;j<8;j++) //串行数据输入
   
3.                         {
   
4.                                 if(num1&0x80) //因为移位寄存器是低位向高位移。
   
5.                                         SER0=1;          // SER串行输入端口
   
6.                                 else
   
7.                                         SER0=0;
   
8.                                 
   
9.                                 SCK0=0;                  //上升沿，输入到移位寄存器
   
10.                                 delay_us(1);               
    
11.                                 SCK0=1;               
    
12.                                 num1<<=1;
    
13.                         }
    
14.                           num0=0x11;                 
    
15.                         for(j=0;j<8;j++) //串行数据输入
    
16.                         {
    
17.                                 if(num0&0x80)
    
18.                                         SER0=1;          // SER串行输入端口
    
19.                                 else
    
20.                                         SER0=0;
    
21.                                 
    
22.                                 SCK0=0;                  //上升沿，输入到移位寄存器
    
23.                                 delay_us(1);               
    
24.                                 SCK0=1;               
    
25.                                 num0<<=1;
    
26.                         }
    
27.                         RCK0=1;               
    
28.                         delay_ms(500);

复制代码

num1数据写入编号为1的595，num0数据写入编号为0的595。

        下载测试

图4  测试结果

        595是一个串行输出，并行输出的寄存器，用在点阵中，只要3个控制引脚，就可以对一整块的点阵进行控制，解决单片机端口不够用问题。

aosini

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