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  • 74HC595是8位串行移位寄存器,其中带移位寄存器和存储寄存器,这两个寄存器分别采用不同的时钟控制。串行数据输入到内部8位移位寄存器然后再并行输出。0174HC595内部结构如图所示为74HC595的内部结构图,首先14...

    74HC595是8位串行移位寄存器,其中带有移位寄存器和存储寄存器,这两个寄存器分别采用不同的时钟控制。串行数据输入到内部8位移位寄存器然后再并行输出。

    01

    74HC595内部结构

    566b857fbf71ae828e15166924c0cf44.png

    如图所示为74HC595的内部结构图,首先14引脚DS为串行移位数据线,串行数据由DS处输入。11号引脚SH_CP为移位寄存器的时钟输入。12号引脚ST_CP为存储寄存器的时钟输出。Q7'为级联输出端,Q0-Q7为8位数据输出。

    ef803e36459f869903a470134c406971.png

    接下来对74HC595的各引脚功能进行描述。

    Q0~Q7:8位数据输出。

    OE:使能端,高电平时禁止输出,此处直接接地。

    MR:数据清零端,低电平时将移位寄存器清零,此处直接接高。

    Q7':级联输出端,级联时接下一个595的DS端。

    DS:串行数据输入端。

    ST_CP:存储寄存器的时钟输入。上升沿时移位寄存器中的数据进入存储寄存器,下降沿时存储寄存器中数据保持不变。应用时通常将ST_CP置为低电平,移位结束后再在ST_CP端产生一个正脉冲更新显示数据。

    SH_CP:移位寄存器的时钟输入。上升沿时移位寄存器中的数据依次移动一位,即Q0中的数据移到Q1中,Q1中的数据移到Q2中,依次类推;下降沿时移位寄存器中的数据保持不变。

    02

    74HC595时序图

    4658a05583cdd8857ca278e989a70181.png

    例如要传输一个8位数据:01001100,DS为串行数据输入端,只有在SH_CP为下降沿的时刻数据DS波形才能变化,上升沿时读数据,如图中的开始处SH_CP为下降沿,此时传输DS第一个数据0,接下来一直到结束端处传输完成最后一个0。然后只有在ST_CP为上升沿时便会将移位寄存器中的数据copy一份存储到存储寄存器中,实现串并转换。如图中ST_CP处的上升沿此时检测到上升沿便开始读取串行传输的数据。

    而移位的原理如下图所示:

    3a92bf9639aac555ee4deb03b41b50f9.png

    写入的数据在寄存器中依次右移,采用8个时钟移位,1个时钟周期进行存储。在D7端那个将溢出的数据便是在D7'输出的数据,此处D7'输出的数据也就是级联时下一个74HC595的输入数据。

    0f102974d7b9e28553cea439a1dc5e93.png

    如图所示为两片74HC595的级联图。两片74HC595级联,共用SH_CP移位寄存器的时钟线和ST_CP存储寄存器的时钟线。

    03

    程序撰写

    ddf242c54cb8ff387a1243af825e0477.png

    首先便是对各端口进行定义,至于sel位选信号和seg的段选信号是接下来要控制数码管所用到的,位选是选择哪一只数码管进行显示,段选是要显示的内容,此处便不加描述。

    7aa4c0ed2fec21a303fef1579038b0cf.png

    这部分程序是四分频,FPGA的外接晶振频率为50MHz,此处对其四分频然后使用。

    3b694366346bac8faeb73152298fd07e.pngb5d18a15dfc25efa2118de0026563996.png

    这部分便是使用状态机来传输数据,首先是模拟SH_CP和ST_CP的时序,然后在SH_CP的每一个下降沿处发送一个数据,最后在结尾处给ST_CP一个上升沿,读取数据实现串并转换。

    b3eeb9bcd9f6f3a289e8513287e063da.png

    仿真部分的程序如图所示,位选信号sel给一个0000_0001,段选信号给一个1100_0000,接下来看仿真图。

    1f025608d2e037e3451c835a84808bcf.png

    图中的3个光标处,前两个光标之间传输的便是seg的信号,后两个光标之间的信号之间传输的便是sel的信号。

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  • 题: 试用D触发器必要的门电路(或最小数量的中规模集成电路芯片)设计两位串行输入、并行输出双向移位寄存器. 寄存器有X、K两个输入端, K控制移位方向, X输入数据. K=0时, 寄存器数据从高位移向低位, X往寄存器高位...

     题:  试用D触发器和必要的门电路(或最小数量的中规模集成电路芯片)设计两位串行输入、并行输出双向移位寄存器. 寄存器有X、K两个输入端, K控制移位方向, X输入数据. K=0时, 寄存器数据从高位移向低位, X往寄存器高位送数据; K=1时, 寄存器数据从低位移向高位, X往寄存器低位送数据.

    解析:

            根据题目的描述, 得到对应的状态表.

    状态表
    K X Q0* Q1* 功能
    0 0 Q1 0 左移
    0 1 Q1 1 左移
    1 0 0 Q0 右移
    1 1 1 Q0 右移

            根据状态表, 得到状态激励表.

    状态激励表
    K X D0 D1 功能
    0 0 Q1 0 左移
    0 1 Q1 1 左移
    1 0 0 Q0 右移
    1 1 1 Q0 右移

             这里为了提升电路设计的效率, 用一片74153的两个输出分别实现D0和D1的逻辑表达式.

            根据上面的分析, 绘制电路的原理图.

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  • 移位寄存器

    2020-12-09 01:57:52
    移位寄存器是暂时存放数据的部件,同时它还具有移位功能。 一、特点和分类 从逻辑结构上看,移位寄存器...移位寄存器的数据输入方式有串行输入和并行输入之分。串行输入就是在时钟脉冲作用下,把要输入的数据从一个
  • 串口并口都是用来做数据传递的 ,串口是用连续的高低位表示数据,如0x55就是...单片机启动时默认的总线速率,一般烧录程序会用外接晶振重新配置总线速率。然后根据要实现的功能配置相关的寄存器。然后就是主程序了
    串口和并口都是用来做数据传递的 ,串口是用连续的高低位表示数据,如0x55就是连续的01010101,高低电平间隔时间相等。具体间隔由总线速度和你配置的串口波特率有关。并口是用同一时刻几个端口的状态组合表示数据的。如A口表示0x55,即A8~A1依次为01010101。
    单片机启动时有默认的总线速率,一般烧录程序会用外接晶振重新配置总线速率。然后根据要实现的功能配置相关的寄存器。然后就是主程序了。主程序就可以自由实现算法等了。
    展开全文
  • ▪ 基本信息 74HC595 具有 8 位移位寄存器一个 存储器,三...移位寄存器有一个串行移位输入(DS),一个串行输出(Q7’),一个异步的低电平复位,存储寄存器有一个并行8位的,具备三态的总线输出,当使能OE时

    ▪ 基本信息

    74HC595 具有 8 位移位寄存器和一个 存储器,三态输出功能(可以认为是74HC164的高配版本)。

    移位寄存器和存储器有相互独立的时钟;数据在SH_CP(移位寄存器时钟输入)的上升沿输入到移位寄存器中,在ST_CP(存储器时钟输入)的上升沿输入到存储寄存器中去。

    如果两个时钟连在一起,则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。

    移位寄存器有一个串行移位输入(DS),和一个串行输出(Q7’),和一个异步的低电平复位,存储寄存器有一个并行8位的,具备三态的总线输出,当使能OE时(为低电平),存储寄存器的数据输出到总线。8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器,具有高阻关断状态。三态。将串行输入的8位数字,转变为并行输出的8位数字,例如控制一个8位数码管,将不会有闪烁。

    通过上面的介绍可以知道 74HC595 是一个串转并的CMOS芯片,其拥有锁存功能(这点是和 74HC164 主要的区别),也就是说在8位数据传输到芯片移位寄存器的过程中输出引脚Q0~Q7并不会改变,而是保持上一个状态,当给一个上升电平给 ST_CP 引脚时则会将 移位寄存器中的数据送到存储器中去。

     

    ▪ 引脚定义

    针脚 针脚 英文 详细说明
      Q0~Q7   并行数据输出
    9 Q7'   串形数据输出
    10 MR Master Reset 主复位
    11 SH_CP Shift Register 移位寄存器时钟输入
    12 ST_CP Store Register 存储寄存器时钟输入
    13 OE Output Enable 输出使能
    14 DS Data Serial 串形数据输入
    16 GND,VCC   地,电源

    ▪ 使用原理

    1、先把要传输的数据(8bit)从引脚 DS 输入到 74HC595

    2、将从 DS 上的数据串行移入移位寄存器,需要时钟驱动(即引脚 SH_CP 每产生一个上升沿),DS上的数据往移位寄存器送入一位,先送低位,后送高位,经过8个上升沿后,8bit全部送入移位寄存器了。

    3、将移位寄存器里的数据送入存储寄存器,需要引脚 ST_CP 产生一个上升沿后,该操作就完成了。

    4、引脚 OE 为低电平,则步骤3送入存储寄存器的8bit数据(一个字节)就在Q7-Q0并行输出,并输出的数据会被所存起来。

    备注:发送一个字节,先输入数据位最终将在Q7口输出,最后输入的数据位将在Q0口输出

     

    注意:数据并行输出后,只要没有数据更新进来,原输出的数据保持不变,就是所谓的锁存(数据被锁存住)。在完成步骤123后,只要步骤4还没使能,输出都是保持不变的(这里是有误的,输出不是保持不变,不使能,输出是呈高阻态),当OE一使能,新的数据就输出,覆盖旧输出。

     

    ▪ 应用说明

    这里我们以 74HC595 驱动 LED 灯来进行说明。

    如果需要有更多的输出端口,可以把多个 74HC595 串联起来用。串联的方法入下图所示:上一个芯片的 Q7‘ 连接到下一个芯片的 DS 脚,以此类推理论是可以无限级联。

     

    /**
     * 74HC595 发送数据
     * 该函数为 74HC595 发送字节的程序,该程序先发送的是最低位
     * 备注:发送一个字节,先输入数据位最终将在Q7口输出,最后输入的数据位将在Q0口输出
     *
     * 当有多片 74HC595 串联时,只有多次调用该发送程序,先发的字节将会自动溢出到下一个 74HC595
     * 由于 74HC595 的锁存机制,所以通过该函数发送数据后并不会马上输出数据到并行口,需要调用 HC595_SendOutput() 进行输出
     */
    void HC595_SendByte( u8 byte )
    {
        // 变量初始化
        ...
    
        // 发送字节数据
        for( i = 0; i < 8; i++ ){
            // 取字节最低位
            dat = byte & 0x01; 
        
            // 发送字节位
            // 时钟脚上升沿一次,74HC595 会从其数据脚读取一位数据
            GPIO_WriteLow(clockPort, clockPin);
            dat ? GPIO_WriteHigh(dataPort, dataPin) : GPIO_WriteLow(dataPort, dataPin);
            GPIO_WriteHigh(clockPort, clockPin);
    
            // 将发送的字节右移1位
            byte >>= 1;
        }
    }
    
    /**
     * 74HC595 发送数据
     * 由于 74HC595 的锁存机制,所以通过 HC595_SendByte() 函数发送数据后并不会马上输出数据到并行口,需要调用该函数进行输出
     */
    void HC595_SendOutput()
    {
        // 变量初始化
        ...
    
        // 输出数据
        // 74HC595 第 13(OE)脚为低电平时,然后引脚 12(STCP)产生一个上升沿后就会输出
        GPIO_WriteLow(clockPort, clockPin);
        GPIO_WriteHigh(clockPort, clockPin);
    }

    备注:优先发送数据字节的低位或者高位没有强制规定,只要处理能正常处理正确即可

     

     

     

     

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    2013-04-25 14:41:00
    移位寄存器有一个串行移位输入(Ds),一个串行输出(Q7’),一个异步的低电平复位,存储寄存器有一个并行8位的,具备三态的总线输出,当使能OE时(为低电平),存储寄存器的数据输出到总线。
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  • 74HC595中文资料

    2010-11-20 09:29:33
    移位寄存器有一个串行移位输入(Ds),一个串行输出(Q7’),一个异步的低电平复位,存储寄存器有一个并行8位的,具备三态的总线输出,当使能OE时(为低电平),存储寄存器的数据输出到总线。
  • 74HC595的中文资料

    2015-03-22 17:13:00
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空空如也

空空如也

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寄存器有串行和并行寄存器