串行转并行芯片74HC595的用法及其实际应用

        在一些电路中，我们需要对很多器件进行控制，但是我们的控制单元（比如单片机）的引脚数量有限，没有足够的引脚对器件进行控制。在这种情况下，采用串行转并行芯片是一个很好的选择，通过串行的数据输入实现对并行器件的控制。

        74HC595是一个典型的串行转并行芯片，它的实物如下图所示

它的引脚定义如下图所示，

它的各引脚的作用

（1）A：串行数据输入。

（2）SHIFT CLOCK：串行时钟输入。

（3）RESET：芯片复位。

（4）LATCH CLOCK：锁存输入。

（5）OUTPUT ENABLE：输出使能端。

（6）QA~QH：并行数据输出。

（7）SQH：串行数据输出。

它的内部电路如下图所示

        由上图可以看出，74HC595的主体部分由16个锁存器组成，左侧8个锁存器串联在一起，每输入一个串行时钟脉冲，锁存器的输出值向下进行一次移位，并通过SQH引脚输出。右侧的8个锁存器有LATCH脉冲控制可以将左侧锁存器的输出锁存并通过芯片的并行输出引脚输出。

        在这个例子中，我们使用三片74HC595对一个8X8双色点阵进行控制。

        双色点阵的实物图如下图所示

        双色点阵的内部结构原理图如下图所示，整个点阵由64个红色发光管和64个绿色发光管组成。双色点阵的显示原理与数码管类似，需要通过扫描的方式来实现。点阵的5、6、7、8、9、10、11、12引脚为8列绿色发光管的负极，20、19、18、17、16、15、14、13引脚为8列红色发光管的负极，24、23、22、21、4、3、2、1引脚为8行红色和绿色发光管的公共正极。显示时，需要进行逐行扫描。

为了对这个双色点阵进行控制，设计了下面的电路。

在电路中，三片74HC595串联在一起，串行数据有U45的DATA引脚输入，U45的SQH引脚接到U46的DATA引脚，U46的SQH引脚接到U47的DATA引脚，这样由U45输入24位（即3个字节）的串行数据，之后锁存，就可以将这3个字节的数值分别由U45、U46、U47输出。其中输入的第一个字节由U47输出，第二个字节由U46输出，第三个字节由U45输出。U47用来控制两种颜色发光管的公共阳极，U45和U46分别用来控制绿色和红色发光管的阴极。