Как подключить сдвиговый регистр 74hc595d к Arduino

Сдвиговой регистр 74hc595d — одно из наиболее популярных устройств, используемых в микроэлектронике, особенно в проектах с использованием платформы Arduino. Он позволяет значительно расширить количество доступных пинов у Arduino, что может быть полезно при разработке сложных проектов.

В этой статье мы рассмотрим пошаговую инструкцию по подключению сдвигового регистра 74hc595d к Arduino. Мы описываем все необходимые щаги, начиная от подключения регистра к Arduino с использованием проводов, до программирования Arduino для управления регистром.

Для начала подготовьте необходимые компоненты: сдвиговой регистр 74hc595d, Arduino, провода для подключения. Подключение проводов должно быть выполнено с учетом схемы подключения, которая может быть найдена в документации к регистру или на официальном сайте производителя.

После подключения проводов, следующим шагом будет программирование Arduino. Загрузите соответствующий скетч и укажите пины Arduino, которые будут использоваться для управления сдвиговым регистром. Это может быть сделано с использованием функций pinMode() и digitalWrite(). После этого Arduino будет готово к работе с сдвиговым регистром 74hc595d.

Что такое сдвиговой регистр 74hc595d

Регистр 74HC595D позволяет управлять подключенными устройствами по последовательной шине данных (Serial Data Input — DS) с помощью тактового сигнала (clock — CP) и сигнала сброса (reset — MR). Он также обладает возможностью параллельного загрузочного режима (пин OE), который позволяет одновременно установить состояние всех выходов.

Микросхема 74HC595D поддерживает каскадное подключение, что означает, что несколько регистров могут быть подключены последовательно, увеличивая количество доступных выходов. Это делает ее идеальным выбором для проектов с большим количеством периферийных устройств или светодиодов, которые требуют управления.

Сдвиговые регистры широко используются в различных проектах, таких как контроль светодиодных матриц, управление дисплеями семисегментных индикаторов, управление механизмами с множеством выходных состояний и многое другое. Они позволяют значительно сэкономить количество выводов управляющего устройства.

Шаг 1: Подготовка необходимых компонентов

Прежде чем приступить к подключению сдвигового регистра 74HC595D к Ардуино, вам потребуется следующее:

1. Ардуино: вы можете использовать любую модель Ардуино, но для данной инструкции мы будем использовать Arduino Uno.

2. Сдвиговый регистр 74HC595D: это устройство позволяет расширить количество доступных пинов Ардуино, используя всего несколько пинов для управления множеством устройств.

3. Резисторы: вам понадобятся 220 Ом резисторы для ограничения тока на сигнальных линиях.

4. Провода: вам понадобятся провода для подключения компонентов между собой.

5. Базовые навыки пайки: для подключения компонентов вам понадобятся базовые навыки пайки.

Убедитесь, что у вас есть все необходимые компоненты перед тем, как переходить к следующему шагу.

Список компонентов для работы

Для работы с сдвиговым регистром 74hc595d вам понадобятся следующие компоненты:

КомпонентКоличество
Arduino1
Сдвиговый регистр 74hc595d1
Резистор 220 Ом8
LED-диоды8
Проводамного

Это основной список компонентов, который потребуется для подключения и использования сдвигового регистра 74hc595d с Arduino. Кроме этого, также могут потребоваться дополнительные компоненты в зависимости от конкретной задачи или проекта.

Шаг 2: Подключение сдвигового регистра к Arduino

После того, как вы собрали все необходимые компоненты, настало время подключить сдвиговой регистр 74hc595d к Arduino. В данном шаге мы рассмотрим подробную инструкцию по соединению этих устройств.

1. Возьмите сдвиговой регистр 74hc595d и убедитесь, что его выводы находятся в соответствии с даташитом. Устройство имеет 16 выводов, включая входы, выходы и питание.

2. Подключите питание к регистру, подключив вывод VCC к пину питания Arduino (обычно +5V). Также подключите заземление, соединив GND вывод регистра с землей Arduino.

3. Соедините выводы серийного входа (SER), тактового входа (SRCLK) и входа хранения (RCLK) с пинами Arduino. Вы можете выбрать любые доступные цифровые пины на Arduino, но помните, какие пины вы используете для дальнейшей программной работы с регистром.

4. Подключите последовательный выход (Q7′) и параллельный выход (Q0-Q7) регистра к подключениям, которые вы хотите управлять с помощью регистра. Например, вы можете подключить светодиоды к каждому из выходов регистра для отображения определенных значений.

5. Проверьте все соединения и убедитесь, что они правильно выполнены. Убедитесь, что питание подано на оба устройства и что все выводы правильно соединены.

Теперь, когда вы завершили подключение сдвигового регистра 74hc595d к Arduino, вы готовы к его программированию и использованию для управления подключенными устройствами. В следующем шаге мы рассмотрим основные принципы программирования с использованием сдвигового регистра.

Подключение сдвигового регистра к плате Arduino

Чтобы подключить сдвиговой регистр 74hc595d к плате Arduino, выполните следующие шаги:

  1. Подключите пин данных (DS) сдвигового регистра к любому доступному цифровому пину на плате Arduino (например, пин 2).
  2. Подключите пин защелки (SH_CP) сдвигового регистра к любому доступному цифровому пину на плате Arduino (например, пин 3).
  3. Подключите пин сброса сдвигового регистра (MR) к +5V.
  4. Подключите пин выходного сигнала (QH’) сдвигового регистра к пину данных (DS) следующего сдвигового регистра, если вы планируете использовать несколько регистров каскадом.
  5. Подключите пин входного сигнала (SER) к +5V или GND, в зависимости от того, какие данные вы хотите отправить на регистр (HIGH или LOW).
  6. Подключите питание +5V и GND сдвигового регистра к соответствующим выводам на плате Arduino.

После подключения вы можете использовать библиотеку Arduino для управления данными на сдвиговом регистре. Это позволит вам управлять большим количеством выводов с помощью всего нескольких пинов на плате Arduino.

Шаг 3: Написание программного кода

Теперь давайте перейдем к написанию программного кода для подключения сдвигового регистра 74hc595d к Ардуино.

Первым делом, нам нужно объявить пины, которые будут использоваться для подключения сдвигового регистра. Обычно используются следующие пины:

Подключение:

  • Пин SDI (Serial Data Input) сдвигового регистра подключается к пину MOSI (Master Out Slave In) Ардуино;
  • Пин CLK (Clock) сдвигового регистра подключается к пину SCK (Serial Clock) Ардуино;
  • Пин LE (Latch Enable) сдвигового регистра подключается к любому свободному пину Ардуино;
  • Пин OE (Output Enable) сдвигового регистра подключается к любому свободному пину Ардуино;
  • Пин MR (Master Reset) сдвигового регистра подключается к любому свободному пину Ардуино.

Код:

// Пины сдвигового регистра
const int SDI_PIN = 11;
const int CLK_PIN = 13;
const int LE_PIN = 10;
const int OE_PIN = 9;
const int MR_PIN = 8;
void setup() {
// Настройка пинов в режим вывода
pinMode(SDI_PIN, OUTPUT);
pinMode(CLK_PIN, OUTPUT);
pinMode(LE_PIN, OUTPUT);
pinMode(OE_PIN, OUTPUT);
pinMode(MR_PIN, OUTPUT);
// Инициализация сдвигового регистра
digitalWrite(MR_PIN, HIGH); // Сброс регистра
digitalWrite(OE_PIN, HIGH); // Отключение выходов
}
void loop() {
// Ваш код
}

В коде мы объявляем все пины и настраиваем их в режим вывода. Затем мы инициализируем сдвиговый регистр, сбрасывая его с помощью сигнала на пин MR_PIN и отключая выходы с помощью сигнала на пин OE_PIN.

В функции loop() вы можете прописать ваш код для управления сдвиговым регистром. Например, вы можете использовать функцию shiftOut() для отправки данных на сдвиговый регистр. Более подробную информацию о функции shiftOut() можно найти в официальной документации Ардуино.

Разработка программного кода для управления сдвиговым регистром

Для управления сдвиговым регистром 74HC595D с помощью Arduino необходимо написать соответствующий программный код. В данной статье рассмотрим этот процесс пошагово.

1. Подключаем сдвиговый регистр к Arduino. Для этого соединяем пины VCC и GND с соответствующими пинами на Arduino для подачи питания. Затем подключаем пины SER (серийный вход), RCLK (защелка сдвига регистра) и SRCLK (сдвиг сдвигового регистра) к выбранным пинам на Arduino.

2. Включаем библиотеку ShiftRegister74HC595, которая позволяет управлять сдвиговым регистром через Arduino. Для этого добавляем следующий код в начало программы:

#include <ShiftRegister74HC595.h>

3. Инициализируем объект класса ShiftRegister74HC595. Для этого добавляем следующий код в секцию void setup():

ShiftRegister74HC595 shiftRegister(серийный_вход, защелка_сдвига, сдвиг_регистра);

Вместо серийный_вход, защелка_сдвига, сдвиг_регистра необходимо указать номера пинов на Arduino, к которым подключены соответствующие сигналы сдвигового регистра.

4. В секции void loop() пишем код, который будет управлять сдвиговым регистром. Например, чтобы включить первый LED-индикатор, необходимо добавить следующий код:

// Включаем первый LED-индикатор
shiftRegister.set(0, HIGH);
shiftRegister.write();
delay(1000); // Задержка 1 секунда
// Выключаем первый LED-индикатор
shiftRegister.set(0, LOW);
shiftRegister.write();
delay(1000); // Задержка 1 секунда

Для управления другими LED-индикаторами необходимо указать соответствующий индекс в методе set() и вызвать метод write() для отправки данных на сдвиговый регистр.

5. Загружаем программный код на Arduino и проверяем его работу. После этого можно дополнить код для управления другими элементами сдвигового регистра или использовать его в своих проектах.

Таким образом, разработка программного кода для управления сдвиговым регистром состоит из подключения регистра к Arduino, включения библиотеки ShiftRegister74HC595, инициализации объекта класса ShiftRegister74HC595, написания кода для управления регистром и загрузки программы на Arduino. С помощью этого кода можно управлять различными элементами, подключенными к сдвиговому регистру.

Шаг 4: Загрузка программы на Arduino

После подключения сдвигового регистра 74hc595d к Arduino и настройки среды разработки Arduino IDE, необходимо загрузить программу на плату Arduino.

В Arduino IDE откройте файл с программой, который вы хотите загрузить на плату Arduino. Для загрузки программы следуйте следующим шагам:

  1. Подключите Arduino к компьютеру с помощью USB-кабеля.
  2. В Arduino IDE выберите верную плату и порт:
    • Выберите «Инструменты» в меню Arduino IDE.
    • В разделе «Плата» выберите правильную плату Arduino. Например, «Arduino Uno» для Arduino Uno.
    • В разделе «Порт» выберите правильный порт, к которому подключена плата Arduino. Порт может иметь название «COM», «USB», «dev», либо другое.
  3. Нажмите кнопку «Загрузить» (стрелка в виде молнии) в верхнем левом углу Arduino IDE. Программа будет скомпилирована и загружена на плату Arduino.
  4. После успешной загрузки программы вы увидите сообщение «Загрузка завершена» в нижней части окна Arduino IDE.

Теперь ваша программа успешно загружена на плату Arduino. Вы можете проверить ее работу, подключив соответствующий оборудование и запустив программу.

Оцените статью