74HC595是在单片机系统中常用的芯片之一，他的作用就是把串行的信号转为并行的信号，常用在各种数码管以及点阵屏的驱动芯片， 使用74HC595可以节约单片机mcu的io口资源，用3个io就可以控制8个数码管的引脚，他还具有一定的驱动能力，可以免掉三极管等放大电路，所以这块芯片是驱动数码管的神器，应用非常广泛。下文中将详细介绍74HC595位移缓存器芯片的中文资料，包括特性、输出能力、引脚图及功能、工作原理、真值表，电压范围、时序图、逻辑图、使用方法、及74HC595 LED驱动电路设计等。

74HC595位移缓存器芯片的中文资料介绍

74HC595是一个8位串行输入、平行输出的位移缓存器：平行输出为三态输出。在SCK的上升沿，单行数据由SDL输人到内部的8位位移缓存器，并由Q7‘输出，而平行输出则是在LCK的上升沿将在8位位移缓存器的数据存人到8位平行输出缓存器。当串行数据输人端OE的控制信号为低使能时，平行输出端的输出值等于平行输出缓存器所存储的值。而当OE为高电位，也就是输出关闭时，平行输出端会维持在高阻抗状态。

　　74HC595特性

　　(1)8位串行输入

　　(2)8为串行或并行输出

　　(3)存储寄存器带有三态输出

　　(4)移位寄存器可直接清零

　　(5)100 MHz(典型)移出频率

　　(6)ESD保护

　　.HBM EIA/JESD22-A114-A超过2000 V

　　.MM EIA/JESD22-A115-A超过200 V

　　74HC595输出能力

　　并行输出，总线驱动; 串行输入;标准中等规模集成电路

　　595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。

　　参考数据

　　Cpd决定动态的能耗，

　　Pd=Cpd×VCC×f1+∑(CL×VCC^2×f0)

　　F1=输入频率，CL=输出电容 f0=输出频率(MHz) Vcc=电源电压

芯片74HC595引脚图及功能

　　74HC595引脚图：

　　74HC595引脚功能：

位移缓存器74HC595工作原理

　　(1)74HC595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。我将它接下一个595的SI端。

　　SI：串行数据输入端。

　　(2)74hc595的控制端说明：

　　/SCLR(10脚)：低电平时将移位寄存器的数据清零。通常将它接Vcc。

　　SCK(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。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。通常都选微秒级)

　　(3)控制移位寄存器

　　SCK上升沿数据移位SCK下降沿数据保持

　　RCK(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。通常将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。通常都选微秒级)，更新显示数据。

　　(4)控制存储寄存器

　　RCK上升沿移位寄存器的数据进入存储寄存器RCK下降沿存储寄存器数据不变。

　　/G(13脚)：高电平时禁止输出(高阻态)。如果单片机的引脚不紧张，用一个引脚控制它，可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。

　　注：

　　1)74164和74595功能相仿，都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。74164的驱动电流(25mA)比74595(35mA)的要小，14脚封装，体积也小一些。

　　2)74595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。

　　3)与74hc164只有数据清零端相比，74hc595还多有输出端时能/禁止控制端oe，可以使输出为高阻态。所以是用这块芯片会更方便

　　4)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。数据在SHcp(见时序图)的上升沿输入，在STcp(见时序图)的上升沿进入的存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位

　　5)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。

74HC595真值表

74HC595最高电圧和最低电压

74HC595时序图

74HC595逻辑图

74HC595位移缓存器使用步骤

　　第一步：目的：将要准备输入的位数据移入74HC595数据输入端上。

　　方法：送位数据到_595。

　　第二步：目的：将位数据逐位移入74HC595，即数据串入

　　方法：SCK_595产生一上升沿，将PSI_595上的数据移入74HC595中.从低到高

　　第三步：目的：并行输出数据。即数据并出

　　方法：P1.1产生一上升沿，将由SI_595上已移入数据寄存器中的数据

　　送入到输出锁存器。

说明： 从上可分析：从SCK_595产生一上升沿(移入数据)和RCK_595产生一上升沿(输出数据)是二个独立过程，实际应用时互不干扰。即可输出数据的 同时移入数据。

基于位移缓存器芯片74HC595的LED驱动电路设计

74HC595芯片是74系列的一种，具有速度快、功耗小、操作简单的特点，可以方便地用于单片机接口进行驱动LED的操作。

LED显示器

　　七段发光二极管显示器，又叫LED显示器，因其价格低廉、功耗较小和性能可靠等优点，在各种仪器仪表中得到了广泛的应用。现在市场上出售得到专用LED驱动器种类有很多，且大多数功能较多，但价格相应地也较高，如果用在低成本的简单系统中，不仅是一种资源的浪费，而且增加了产品的成本。用74HC595芯片驱动LED有以下特点：速度快，功耗较小，LED的数目多少随意，既可以控制共阴极的LED显示器，也可以控制共阳极的LED显示器，可以软件控制LED的亮度，还可以在必要的时候关断显示(数据保留)，以减少功耗，并可随时唤醒显示。用它设计的电路，不仅软硬件设计简单，而且功耗低，驱动能力强，占用I/O口线较少，是一种造价低廉，应用灵活色设计方案。

74HC595芯片LED驱动电路设计

　　74HC595硬件电路

　　图是用AT89C2051与74HC595接口设计的显示面板电路。

　　74HC595显示面板电路

　　P1口的P115、P116、P117用来控制LED的显示，分别接到SLCK、SCLK和SDA脚。三个数码管用来显示电压值的大小。在电路板上，LED3在最左边，LED1在最右边，送数据时，先送LED3的显示码，最后送LED1的显示码。LED的亮度用PR1～PR3的阻值来控制。

　　74HC595显示驱动程序

　　用DISP1、DISP2、DISP3三个连续的单元存放显示数据，在CPU初始化完成后，调用LRDISP子程序清除74HC595的寄存器，在以后调用显示子程序DISPLAY前就不用再调用清除子程序了。现将两个子程序写出如下：

　　清除子程序：

　　CLRDISP：

　　MOVR2，#24; 三个数码管，一共24位

　　CLRBIT：

　　CLRSCLK;寄存器时钟拉低

　　CLRC;寄存器清零

　　MOVSDA，C;送入74HC595

　　SETBSCLK;时钟的上升沿送入寄存器

　　DJNZR2，CLRBIT;送完24位

　　RET;子程序返回

　　显示子程序：

　　DISPLAY：

　　CLRSLCK;锁存器时钟拉低

　　MOVR3，#3;三个数码管

　　MOVR0，#DISP3;从第三个开始送

　　DISP1：

　　MOVA，@R0;送8位数到74HC595

　　MOVR2，#8

　　DISP2：

　　CLRSCLK

　　RLCA

　　MOVSDA，C

　　SETBSCLK

　　DJNZR2，DISP2;送完一个字节

　　DECR0;送下一个数码管的显示数据

　　DJNZR3，DISP1;送完三个字节

　　SETBSLCK;时钟的上升沿寄存器数据送入锁存器

　　RET;子程序返回