74hc595.pdf

### 74HC595 芯片详细介绍 #### 概述 74HC595是一款高性能的硅栅CMOS（互补金属氧化物半导体）集成电路，它主要功能是实现8位数据的串行输入与输出，以及并行输出。这款芯片在设计上与LS595完全兼容，并且在某些特性上进行了改进，如降低了静态功耗、提高了噪声免疫能力等。 #### 主要特点 - **8位串行输入与输出：**74HC595支持将外部数据通过串行方式输入，并能够同时提供串行输出。 - **8位并行输出：**除了串行输入外，该芯片还能够将串行输入的数据转换为并行格式输出。 - **存储状态寄存器：**芯片内部集成了一个8位的移位寄存器和一个8位的数据锁存器，两者都有独立的时钟控制信号。 - **三态并行输出：**并行输出端具备三态功能，即高电平、低电平和高阻抗状态。 - **高阻关断状态：**当输出使能端为高电平时，所有输出端进入高阻状态，此时不会对电路造成任何干扰。 #### 应用场景 74HC595因其灵活的数据传输方式和良好的兼容性，广泛应用于各种数字电路中，例如： - **扩展GPIO口：**在微控制器或单片机系统中，用于扩展I/O端口的数量。 - **驱动LED显示板：**由于其强大的驱动能力，可以用来驱动多路LED显示器。 - **信号转换：**作为串行到并行或并行到串行的数据转换接口。 #### 技术参数 - **输出驱动能力：**每个输出端口可驱动15个LSTTL（低功耗肖特基晶体管逻辑）负载。 - **兼容性：**可以直接与CMOS、NMOS和TTL逻辑电路接口。 - **工作电压范围：**2.0V至6.0V。 - **低输入电流：**每个输入端口的最大输入电流仅为1.0µA。 - **高噪声免疫力：**具备CMOS器件的典型优点，对电磁干扰有很好的抑制作用。 - **JEDEC标准符合性：**满足JEDEC（联合电子设备工程委员会）第7A号标准的要求。 - **芯片复杂度：**芯片内部包含328个FET（场效应晶体管）或等效于82个逻辑门。 #### 内部结构与工作原理 74HC595内部由两个主要部分组成：移位寄存器和数据锁存器。移位寄存器负责接收串行输入数据，并将这些数据按照移位时钟信号同步地移动到下一个位置。一旦所有数据都被移入移位寄存器，数据锁存器会根据锁存时钟信号将这些数据保存起来，并通过并行输出端口输出。 #### 接口与应用示例 74HC595与微处理器的接口非常简单，通常只需要连接电源、地线、串行数据输入端（DS）、移位时钟端（SHCP）、锁存时钟端（STCP）和输出使能端（OE）。例如，在控制LED矩阵显示时，可以通过74HC595的串行数据输入端将微控制器的输出数据逐位送入芯片，然后通过锁存时钟信号将这些数据锁定到并行输出端，从而点亮相应的LED。 #### 封装形式 74HC595有多种封装形式可供选择，包括： - **SOIC封装（DSuffix）** - **塑料封装（NSuffix）** - **TSSOP封装（DTSuffix）** - **陶瓷封装（JSuffix）** #### 结论 74HC595作为一款高性能的串行输入并行输出移位寄存器，其优秀的兼容性和低功耗特性使其成为扩展I/O功能的理想选择。无论是用于简单的LED驱动还是复杂的信号处理场合，都能发挥出色的表现。