74HC595: उच्च दक्षता 8-बिट शिफ्ट रजिस्टर चिप्स के लिए एक व्यापक गाइड
शिफ्ट रजिस्टर ऐसे उपकरण हैं जो बाइनरी डेटा को संग्रहीत और संचारित करने के लिए अनुक्रमिक तर्क का उपयोग करते हैं।वे द्विदिश सर्किट हैं जो प्रत्येक घड़ी पल्स के साथ इनपुट से प्रत्येक बिट डेटा को इनपुट से बाहर ले जाते हैं।वर्तमान में, शिफ्ट रजिस्टरों के विभिन्न मॉडल हैं, जिनमें से 74HC595 एक सीरियल-टू-समानांतर आउटपुट शिफ्ट रजिस्टर है।इसका कार्य सीरियल सिग्नल को समानांतर संकेतों में परिवर्तित करना है, आमतौर पर विभिन्न डिजिटल ट्यूबों और डॉट मैट्रिक्स स्क्रीन के लिए चिप्स ड्राइविंग में उपयोग किया जाता है।यह लेख पिन कॉन्फ़िगरेशन और एप्लिकेशन के पहलुओं से अपनी विशिष्ट जानकारी पेश करेगा।सूची
1. 74HC595 का अवलोकन
2. पिन कॉन्फ़िगरेशन और फ़ंक्शंस
3. 74HC595 का तर्क आरेख
4. 74HC595 के आवेदन
5. 74HC595 के मामलों का उपयोग करें
6. 74HC595 की ड्राइविंग क्षमता को बढ़ाना
1. 74HC595 का अवलोकन
74HC595 एक 8-बिट शिफ्ट रजिस्टर है जो समानांतर आउटपुट के साथ सीरियल इनपुट को जोड़ता है, अद्वितीय त्रि-राज्य आउटपुट विकल्पों की पेशकश करता है।यह जटिल घटक सीरियल क्लॉक (SCK) के बढ़ते किनारे पर अपने सीरियल डेटा इनपुट (SDI) के माध्यम से सीरियल डेटा प्राप्त करके संचालित होता है।आंतरिक 8-बिट शिफ्ट रजिस्टर डेटा को संसाधित करता है, क्रमिक रूप से Q7 'टर्मिनल से आउटपुटिंग-सीरियल डेटा आउटपुट का उच्चतम बिंदु।
- सीरियल क्लॉक (SCK): राइजिंग एज पर ट्रिगर
- सीरियल डेटा इनपुट (SDI): 8-बिट डेटा प्राप्त करता है
- Q7 'टर्मिनल: उच्चतम बिट सीरियल डेटा आउटपुट
- समानांतर आउटपुट में रूपांतरण कुंडी नियंत्रण (LCK) के बढ़ते किनारे पर सामने आता है।यह इस समय है कि 8-बिट शिफ्ट रजिस्टर में डेटा को 8-बिट समानांतर आउटपुट रजिस्टर में लॉक किया गया है।समानांतर आउटपुट द्वारा उजागर किए गए मान उनमें संग्रहीत किए गए समान हैं, जो आउटपुट सक्षम (OE) सिग्नल कम (सक्षम) होने के आधार पर हैं।
- कुंडी नियंत्रण (LCK): बढ़ते किनारे पर सक्रिय
- आउटपुट इनेबल (OE): कम होने पर सक्रिय
विकल्प और समकक्ष विकल्प
SN74HC595MPWREP
SN74HC595MPWREP
2. पिन कॉन्फ़िगरेशन और फ़ंक्शंस
74HC595 में 16 पिन हैं, जिनका लेआउट अपनी बहुमुखी प्रतिभा साबित करता है:
- Ser (पिन 1): सीरियल डेटा के लिए गेटवे, सेर पिन, चिप में बिट-बाय-बिट ट्रांसमिशन में मदद करता है।यह एक समय में समानांतर, एक घड़ी पल्स में डेटा ट्रांसफर की शुरुआत करता है।
- RCLK (पिन 2): रजिस्टर क्लॉक इनपुट के रूप में कार्य करना, RCLK शिफ्ट रजिस्टर से आउटपुट रजिस्टर तक डेटा की आवाजाही की देखरेख करता है, जिससे सिंक्रनाइज़ डेटा स्टोरेज सुनिश्चित होता है।
- SRCLK (पिन 3): यह शिफ्ट रजिस्टर क्लॉक इनपुट पिन पिन शिफ्ट संचालन का समन्वय करता है, जो डेटा रूपांतरण की गति का प्रबंधन करता है।
- OE (पिन 4): आउटपुट सक्षम इनपुट आउटपुट पिन के माध्यम से डेटा ट्रांसफर को इंगित करता है, इसके वोल्टेज स्तर के माध्यम से सक्षम और अक्षम राज्यों के बीच स्विच करना।
- डीएस (पिन 5): एक द्विदिश सीरियल डेटा इनपुट, डीएस एक वैकल्पिक डेटा प्रविष्टि बिंदु प्रदान करता है, संचार लचीलापन बढ़ाता है।
- ST_CP (पिन 6): आउटपुट स्टोर ट्रिगर क्लॉक इनपुट आउटपुट पिन में डेटा स्टोरेज के समय को नियंत्रित करता है, स्टोर ट्रिगर क्लॉक सिग्नल में परिवर्तन को दर्शाता है।
- SH_CP (पिन 7): शिफ्ट रजिस्टर के घड़ी इनपुट को नियंत्रित करता है, SH_CP शिफ्ट रजिस्टर में अनुक्रम में डेटा को माइग्रेट करने के लिए महत्वपूर्ण है।
- Q7 '(पिन 8) से Q0-Q7 (पिन 9-16): ये आउटपुट पिन समानांतर डेटा प्रसार के मूल का प्रतिनिधित्व करते हैं, शिफ्ट रजिस्टर के डेटा को सबसे कम से उच्चतम बिट तक गूंजते हैं।
3. 74HC595 का तर्क आरेख
4. 74HC595 के आवेदन
कई क्षेत्रों में 74HC595 एक्सेल, इसकी अनुकूलनशीलता और दक्षता दिखाते हुए:
रिले नियंत्रण: इसकी समानांतर आउटपुट कार्यक्षमता कई रिले के एक साथ नियंत्रण के लिए अनुमति देती है, प्रत्येक एक या अधिक विद्युत उपकरणों में हेरफेर करने में सक्षम है।यह गतिशील और मजबूत विद्युत नियंत्रण प्रणालियों के निर्माण में सक्षम बनाता है।
डिजिटल आउटपुट विस्तार: माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट पिन को 74HC595 के सीरियल इनपुट से जोड़कर, आउटपुट पोर्ट को आसानी से विस्तारित किया जा सकता है, जिससे अन्य उपकरणों पर नियंत्रण बढ़ाया जा सकता है।
प्रदर्शन नियंत्रण: एलसीडी नियंत्रण परिदृश्यों में, 74HC595 सुचारू रूप से अपने सीरियल-टू-बराबर रूपांतरण का उपयोग करके स्क्रीन पर डेटा प्रदर्शित करता है, पाठ, छवियों या वीडियो के सहज अपडेट सुनिश्चित करता है।
म्यूजिक बीट लाइट्स: 74HC595 के साथ बीट कंट्रोल एल्गोरिदम को एकीकृत करना संगीत ताल के साथ पूरी तरह से सिंक्रनाइज़ एलईडी प्रभाव पैदा कर सकता है।यह संलयन संगीत बीट्स के सार को पकड़ता है, उन्हें विभिन्न आवृत्तियों, चमक और रंगों के लुभावना एलईडी प्रदर्शनों में बदल देता है।
5. 74HC595 के मामलों का उपयोग करें
5.1 74HC595 का उपयोग करके एक मल्टी-डिजिट एलईडी डिस्प्ले डिजाइन करना
5.1.1 स्थैतिक प्रदर्शन विधि
स्टेटिक डिस्प्ले के दायरे में, प्रत्येक एलईडी सेगमेंट चयन लाइन 74HC595 के समानांतर आउटपुट से जटिल रूप से जुड़ी हुई है।यह कनेक्शन योजना प्रत्येक अंक को स्वतंत्र रूप से प्रदर्शित करने की अनुमति देती है, चरित्र परिवर्तन के साथ सीधे व्यक्तिगत 74HC595 चिप्स के आउटपुट द्वारा प्रबंधित किया जाता है।
- समानांतर आउटपुट: प्रत्येक 74HC595 एक अंक को नियंत्रित करता है।
- चरित्र परिवर्तन: डिस्प्ले विभिन्न पात्रों को दिखा सकता है।
- यद्यपि संसाधन-गहन, एन 74HC595 चिप्स और एन+3 I/O लाइनों के लिए N- अंक एलईडी डिस्प्ले के लिए आवश्यकता है, यह विधि मल्टी-डिजिट एलईडी डिस्प्ले से जुड़े जटिलता और लागत निहितार्थों को भी उजागर करती है।
5.1.2 गतिशील प्रदर्शन विधि
सर्किट डिजाइन को सरल बनाने के लिए, लागत को कम करने और मल्टी-अंकों के एलईडी डिस्प्ले के लिए सिस्टम संसाधनों को बचाने के लिए, एक एकीकृत दृष्टिकोण अपनाया जाता है।यहां, सभी अंकों के सेगमेंट कोड समानांतर रूप से हैं और एक एकल 74HC595 चिप द्वारा प्रबंधित किया जाता है।
- एकीकृत नियंत्रण: एक एकल 74HC595 सभी अंक खंडों को नियंत्रित करता है।
- स्कैनिंग विधि: वर्णों को एलईडी पर क्रमिक रूप से प्रदर्शित किया जाता है।
- स्कैनिंग तकनीक का उपयोग करते हुए, केवल एक एलईडी चरित्र को किसी भी समय प्रदर्शित किया जाता है, इच्छित वर्णों को प्रस्तुत करने के लिए प्रत्येक अंक के माध्यम से साइकिल चलाना।74HC595 का कुंडी फ़ंक्शन अतिरिक्त देरी की आवश्यकता को समाप्त करता है, परिचालन गति का त्याग किए बिना दृष्टि प्रभाव की दृढ़ता की सुविधा देता है।
5.2 एलईडी ड्राइव सर्किट डिजाइन 74HC595 चिप का उपयोग करके
74HC595 चिप 74 श्रृंखला का एक सदस्य है, जो अपने तेज संचालन, कम बिजली की खपत और उपयोग में आसानी के लिए जाना जाता है।यह माइक्रोकंट्रोलर और एलईडी डिस्प्ले के बीच एक प्रभावी पुल के रूप में कार्य करता है, कई फायदे प्रदान करता है।
5.2.1 एलईडी डिस्प्ले
एलईडी डिस्प्ले, विशेष रूप से सात-खंड एलईडी डिस्प्ले, उनकी लागत-प्रभावशीलता, कम बिजली की खपत और विश्वसनीयता के लिए इष्ट हैं।जबकि फ़ीचर-समृद्ध समर्पित एलईडी ड्राइवर उपलब्ध हैं, उनकी उच्च लागत 74HC595 को बजट-सचेत और सरलीकृत प्रणालियों के लिए एक पसंदीदा विकल्प बनाती है।
74HC595 का उपयोग करने के लाभ: तेजी से गति, कम बिजली की खपत, एल ई डी की विभिन्न संख्याओं को चलाने में सक्षम।
लचीलापन और शक्ति दक्षता: 74HC595 आसान चमक नियंत्रण और ऊर्जा-बचत संचालन को सक्षम बनाता है, दोनों सामान्य एनोड और सामान्य कैथोड डिस्प्ले के लिए उपयुक्त है।
लचीलापन और शक्ति दक्षता: 74HC595 आसान चमक नियंत्रण और ऊर्जा-बचत संचालन को सक्षम बनाता है, दोनों सामान्य एनोड और सामान्य कैथोड डिस्प्ले के लिए उपयुक्त है।
5.2.2 74HC595 Ch का उपयोग करके डिजाइनआई पी
इस सेटअप को AT89C2051 माइक्रोकंट्रोलर और 74HC595 के साथ एक इंटरफ़ेस डिज़ाइन के माध्यम से चित्रित किया गया है, तीन डिजिटल ट्यूबों का उपयोग करके वोल्टेज डिस्प्ले को प्रदर्शित करते हुए, व्यवस्थित रूप से डेटा प्रस्तुति और समायोज्य चमक के महत्व पर जोर देते हुए।
नियंत्रण पिन (P115, P116, P117): एलईडी डिस्प्ले की चमक और अनुक्रम का प्रबंधन करें।
6. 74HC595 की ड्राइविंग क्षमता को बढ़ाना
बफ़र्स या ड्राइवर: 74LS244 (यूनिडायरेक्शनल) या 74LS245 (द्विदिश) जैसे बफ़र्स का उपयोग करना सिग्नल ड्राइविंग ताकत और स्थिरता को बढ़ा सकता है।
उपयुक्त बिजली की आपूर्ति: बिजली की आपूर्ति सुनिश्चित करना अनुशंसित वोल्टेज रेंज के भीतर है और लोड आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त शक्ति है, इष्टतम प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है।
बाहरी ड्राइव सर्किट: 74HC595 के प्रत्यक्ष आउटपुट क्षमता से अधिक लोड के लिए, ट्रांजिस्टर, FETs, या समर्पित ड्राइवर चिप्स का उपयोग करके बाहरी ड्राइव सर्किट आउटपुट सिग्नल को बढ़ा सकते हैं।
पीसीबी लेआउट विचार: पीसीबी निशान में प्रतिरोध और इंडक्शन को कम करना सिग्नल की गुणवत्ता को बनाए रखने के लिए अत्यधिक शोर और हस्तक्षेप से बचते हुए सिग्नल ट्रांसमिशन दक्षता में सुधार कर सकता है।
उपयुक्त लोड प्रतिरोध: लोड प्रतिरोधों का चयन करना
लोड डिवाइस की विशेषताओं पर ओवरक्रैक स्थितियों को रोक सकते हैं जो 74HC595 चिप को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
समानांतर आउटपुट कॉन्फ़िगरेशन: समान ड्राइविंग आवश्यकताओं के साथ बड़ी संख्या में उपकरणों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, कई 74HC595 चिप्स के आउटपुट को समानांतर करना समग्र ड्राइविंग क्षमता को बढ़ा सकता है, बशर्ते कि संयुक्त वर्तमान चिप की अधिकतम आउटपुट सीमा से अधिक न हो।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
1. क्या 74HC595 एक माइक्रोकंट्रोलर है?
74HC595 एक शिफ्ट रजिस्टर है जो समानांतर आउट प्रोटोकॉल में एक धारावाहिक पर काम कर रहा है।यह एक माइक्रोकंट्रोलर से क्रमिक रूप से डेटा प्राप्त करता है और फिर उस डेटा को समानांतर पिन के माध्यम से भेजता है।
2. 74HC595 का कार्य क्या है?
74HC595 एक हाई-स्पीड CMOS डिवाइस है।आठ-बिट शिफ्ट रजिस्टर शिफ्ट रजिस्टर घड़ी (SHCP) के प्रत्येक सकारात्मक संक्रमण के साथ सीरियल इनपुट (DS) से डेटा स्वीकार करता है।जब कम पर सेट किया जाता है, तो रीसेट फ़ंक्शन सभी घड़ियों के स्वतंत्र रूप से शून्य पर सभी शिफ्ट रजिस्टर मान सेट करता है।
3. 74HC595 कितना वर्तमान झेल सकता है?
74HC595 के लिए डेटशीट में कहा गया है कि प्रत्येक आउटपुट कम से कम 35mA वर्तमान प्रदान कर सकता है, क्योंकि यह अधिकतम अनुमत आउटपुट करंट है।यह स्पष्ट रूप से µC द्वारा अनुमत 25mA से अधिक है।एक और सीमा 74HC595 द्वारा प्रदान की गई वर्तमान की कुल राशि है 70mA से अधिक नहीं होनी चाहिए।
4. MAX7219 और 74HC595 के बीच क्या अंतर है?
74HC595 एक शिफ्ट रजिस्टर है, जबकि MAX7219 एक मल्टीप्लेक्स डिस्प्ले ड्राइवर है।इस प्रकार, वे एक ही काम नहीं करते हैं।यदि मल्टीप्लेक्स डिस्प्ले का उपयोग किया जाता है, तो Max7219 पिकैक्स के साथ उपयोग करने में आसान (अधिक) होगा, क्योंकि प्रदर्शन को मल्टीप्लेक्स करने का कार्य Max7219 द्वारा किया जाता है और पिकैक्स नहीं, लेकिन यह अधिक महंगा है।