У чому полягають відмінності між ІС реєстрації змін?

Я вивчаю Arduino, і одне, що привернуло мою увагу, це використання регістрів Shift для розширення кількості цифрових штифтів.

Я бачив багато навчальних посібників, які використовують реєстр зрушень 74HC595, але мій місцевий магазин не продає цей точний реєстр змін, а продає багато інших, таких як:

74HC166
CD4015
74HC165
74HC164
CD4014
74HC595 SMD

Вони, схоже, є 8-бітовими регістрами зсуву.

Я хочу використовувати їх для освітлення деяких світлодіодів за допомогою Arduino. Я думаю, що вони мають цілком конкретні цілі, але, перш за все, чи можу я використати будь-яку з них у своєму проекті?

У чому полягає основна відмінність цих регістрів Shift?

Найпростіший спосіб відповісти на подібне запитання - це переглянути таблиці даних для компонентів:

• CD4015 є частиною старшої серії мікросхем серії 4000. Коли вони були представлені, вони були CMOS, тоді як 7400 мікросхем були TTL, хоча нині мікросхеми типу 74HC також є CMOS. Вони все ще бачать деяку користь, оскільки працюють із ширшим діапазоном напруги, ніж мікросхеми 74HC (до 15V, проти 7V максимум для 74HC або 5,5 V для 74LS). Вони також дещо повільніші (максимум 3 МГц на 5 В порівняно з 25 МГц для 74HC595).

• CD4014 має аналогічні характеристики 4040 , але замість того, щоб мати штифти, які дозволяють вам приймати всі значення, які були зміщені назовні, він дозволяє вводити відразу декілька значень, а потім зміщувати їх по одному. Отже, CD4015 - це як послідовний паралельний перетворювач, але цей паралельний послідовному перетворювачу.

• 74HC166 паралельно послідовно виходить, як і CD4014, але знаходиться в діапазоні 74HC, тому він має менший діапазон напруги і швидший відгук цього діапазону.

• 74HC165 дозволяє як паралельно, так і послідовно входити , а також є серійним. Він також забезпечує як перевернутий, так і неінвертований вихід.

• 74HC164 послідовно і паралельно виходить, як і CD4015, але серія 74HC настільки швидша і менша напруга.

• 74HC595 (а точніше - SN74HC595J) та 74HC595-SMD (які можуть бути декількома різними незначними варіаціями) - це один і той же компонент у різних пакетах. Перший - це традиційний пакет "DIP", який, швидше за все, ви хочете, якщо ви працюєте з дошками, дошками або перфорованими прототипами. Пізніше - пакет для поверхневого монтажу (можливо, SOIC), який менший і простіший для пайки на друковану плату, але може трохи пошкодити прототипізацію. Вони є паралельно-послідовними, але вони також мають окремий набір регістрів, до яких можна скопіювати введені дані. Це означає, що ваші паралельні виходи можуть бути змінені одночасно, а не мати недійсні дані в них під час переміщення нових даних.

Деякі інші фішки, які ви можете переглянути:

• Як згадував @supercat в коментарях, CD4094 корисний, коли вам потрібно керувати більш ніж 8 вихідними лініями, оскільки це полегшує каскадування виводу з однієї мікросхеми на іншу. 74HC4094 чіп з тим же поведінкою і розташуванням контактів , але з використанням 74HC напруг і більш високій швидкості.
• TLC6C5912 - це 12-канальний серійний паралельний мікросхем, розроблений спеціально для керування світлодіодами, і може управляти світлодіодами з напругами та струмами, набагато більшими, ніж будь-який із перерахованих вище.
• TLC5911 - це монстр мікросхеми, але він управляє 16 світлодіодами та має драйвер постійного струму для кожного з них, який можна індивідуально керувати одним із 128 рівнів, тобто ви можете використовувати його індивідуально затемнення кожного світлодіода, зміщуючи 7 біт інформація про яскравість для кожного, а не лише один одинарний біт увімкнення / вимкнення. Корисно для знаків, які відображають зображення / відео.

Щоб додати до відповіді schadjo:

Два найбільш часто використовувані для Arduino (але не тільки) - 74HC165 і 74HC595 .

74HC165 можна використовувати для підключення до 8 входів (наприклад, комутаторів) до декількох GPIO.

74HC595 можна використовувати для підключення до 8 виходів (наприклад, світлодіодів) до декількох GPIO.

Для новачків головне відмінність регістрів змін - це, ймовірно, паралельний в / серійний вихід (PISO) та послідовний вхід / паралельний вихід (SIPO).

Як випливають з імен, PISO приймає, скажімо, 8-бітовий широкий сигнал, і дозволяє вам індивідуально зміщувати ці біти по черзі (послідовно) з поодинокими тактовими імпульсами.

SIPO дозволяє вам переміщувати кожен біт послідовно, а потім усі, скажімо, 8 цих бітів бути присутніми на 8 вихідних штифтах одночасно, тобто паралельно.

74HC595 (дробовик або SMD) має обмеження 70mA на Vcc і Gnd pin, тому слід вибрати граничні резистори струму, які дозволяють 8-9 мА. (8 виходів x 9mA = 72mA).

Для вибору резистора: (5V - Vf) /. 008 = резистор, з Vf передня напруга світлодіода (наприклад, ~ 2,5 В для типового червоного світлодіода, деякі зелені та жовті, а часто дещо вищі для інших кольорів, таких як синій , білий).

(5 В - 2,5 В) /. 008А = 312,5 Ом, тому 300 або 330 Ом будуть чудовими. 270 також буде добре, для 9,25 мА. 1K зменшив б яскравість, але все-таки був би досить яскравим. 8mA може бути досить яскравим із сучасним світлодіодним екраном високої ефективності.

Якщо вам потрібен більший струм, ніж TPIC6B595 і TPIC6C595 контролюються так само, як 74HC595 - з тактовою частотою, даними та засувкою - але можуть опускати 150 мА і 100 мА на вихідний штифт (зсув на 1, що вмикає вихід, він знижується занурювати струм від 5 В через світлодіод та його резистор. Vs Поточний струм через світлодіод / резистор до Gnd).

Не бійтеся замовляти запчастини в Інтернеті. Digikey.com і Mouser.com обидва несуть різні деталі, а недорога пошта USPS доставить їх вам за 2-3 дні.

Якщо ви хочете запастися, витратьте $ 20-30 і отримайте кілька запчастин від taydaelectronics.com. За це можна отримати багато речей. Я думаю, що деталі приїжджають із Таїланду (я думаю, що через Колорадо в США від того, що я отримав), замовте підбірку деталей, яка триватиме досить багато проектів.

На додаток до всіх інших точних відповідей, пін-карта ІС може, безумовно, відрізнятися між різними ІС. Ви не можете просто підключити провід до тих же штифтів, які ви використовували б для іншого регістра Shift, і очікуйте, що він спрацює. Якщо ви відповідаєте функціональності штифтів, є набагато більший шанс, хоча функціональність штифтів може бути не однаковою для різних мікросхем.