74HC595 8-Bit Schieberegister – Funktion & Schaltung

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Was ist ein 74HC595 Schieberegister – Eine Definition

74HC595 ist ein Acht-Bit Schieberegister. Es hat die Fähigkeit, die Daten mit 8 Bit zu speichern und zu verschieben. Zuerst werden die Daten seriell auf das Register geschrieben und dann gehen sie in das Speicherregister. Alle Ausgangsleitungen werden von diesem Register gesteuert.

Das Register 74HC595 ist ein sehr schnelles Bauelement, das auf einem CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) basiert. Das 8-Bit-Datenregister empfängt die Daten vom Eingangs-DS. Diese Daten werden dann vom Eingangsschieberegister zum Ausgangsschieberegister übertragen. Der 74HC595 hat ein sehr breites Anwendungsspektrum im alltäglichen Leben. Er kann als Seriell-zu-Parallel-Datenwandler verwendet werden, kann die Daten empfangen und für lange Zeit aufbewahren usw. Darüber hinaus kann er in Haushaltsgeräten, für das Industrie-Management oder in Computer-Peripherie verwendet werden.

74HC595 Pinbelegung

74HC595 hat insgesamt 16 Anschlüsse, von denen sich acht auf der linken Seite und die restlichen auf der rechten Seite des Bauteils befinden.

  • Jedem Pin ist eine andere Funktion zugeordnet.
  • Einige der Pins fungieren als Eingang zu diesem Gerät, empfangen Daten seriell und übertragen sie an die Ausgangspins, um die empfangenen Daten zu kontrollieren.

Das Pin-Diagramm für den 74HC595 ist in der Abbildung unten dargestellt:

Die Anschlussbelegung des 74HC595 8-Bit Schieberegister.

Pinbelegung des 74HC595 Schieberegister.

74HC595 Pin-Konfiguration

Jeder Anschluss des 74HC595 ist für eine bestimmte Funktion des ICs verantwortlich. Alle zugehörigen Funktionen zu jedem Anschluss-Pin werden in der unten stehenden Tabelle beschrieben.

Pin-Nr. Anschluss Name Funktion
1 Q1 Ausgabe paralleler Daten 1
2 Q2 Ausgabe paralleler Daten 2
3 Q3 Ausgabe paralleler Daten 3
4 Q4 Ausgabe paralleler Daten 4
5 Q5 Ausgabe paralleler Daten 5
6 Q6 Ausgabe paralleler Daten 6
7 Q7 Ausgabe paralleler Daten 7
8 GND Masse (0V)
9 Q7S Ausgabe serieller Daten
10 MR Master Reset Input
11 SHCP Schieberegister-Takt-Ausgabe
12 STCP Speicherregister-Takt-Ausgabe
13 OE Output Enable Input
14 DS Eingabe Serieller Daten
15 Q0 Ausgabe paralleler Daten 0
16 VCC Spannungsversorgung

Funktionsschema des 74HC595

Das Funktionsschema des Schieberegisters 74HC595 ist in der Abbildung unten dargestellt.

Funktionsschema des 74HC595 Schieberegister.

Ein 74HC595 Schieberegister funktioniert nach dem hier abgebildeten Schema.

  • Aus der obigen Abbildung ist ersichtlich, dass SHCP, Master-Reset (MR) und der Eingang DS mit einem 8-stufigen Schieberegister verbunden sind.
  • Pin Nummer 12, d.h. STCP ist mit dem 8-Bit-Speicherregister verbunden.
  • Die Ausgangsfreigabe (OE) ist mit 3 Zustandsausgängen verbunden.

74HC595 Funktionsbeschreibung

In diesem Abschnitt des Tutorials Einführung in 74HC595 erfährst Du mehr über die Funktionen der einzelnen Zeilen des 8-Bit-Schieberegisters 74HC595.
Die vollständige Beschreibung der Funktionen von 74HC595 ist in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Input Output Steuerung Beschreibung
DS Q7S Qn SHCP STCP OE MR  
L NC X X L L MR ist low und löscht damit das Schieberegister.
L L X   L L Das leere Schieberegister wird zum Speicher verschoben.
L Z X X H L Q-Ausgänge sind im Z-Zustand und das Schieberegister ist noch gelöscht.
Q6S NC   X L H Der Inhalt von Q6 wird in Richtung Q7 verschoben und erscheint am Pin Q7.
NC QnS X   L H Das Schieberegister hat die Daten in das Speicherregister kopiert und diese liegen an den Q-Ausgängen an.
Q6S QnS     L H Nach dem Kopieren der Daten werden diese vom Schieberegister in das Ausgaberegister verschoben.

74HC595 Zeitdiagramm

Der Pfeil in Aufwärtsrichtung zeigt die steigende Flanke jeder empfangenen oder angelegten Welle an.
Die Form der angelegten und empfangenen Signale und ihre Beziehung zueinander ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Grafische Darstellung des Zeitdiagramms eines 74HC595 Schieberegister.

Das grafische Zeitdiagramm eines 74HC595.

74HC595 Logik-Diagramm

Das Logikdiagramm für das 8-Bit-Schieberegister 74HC595 ist in der Abbildung unten dargestellt.

Das grafische Logikdiagramm eines 74HC595.

Logik-Diagramm des 74HC595 Schieberegister.

Wie man sieht, gibt es 8 verschiedene Stufen von 0 bis 7, und im Logikdiagramm von 74HC595 sind Verriegelungen vorhanden. Ausgangsfreigabe (OE) und Master-Reset (MR) sind mit Verriegelungen mit einem umgekehrten Vorzeichen verbunden, die normalerweise als „Bubble“ bezeichnet werden.

74HC595 Leistung – Strom & Spannungswerte

Die Strom-, Leistungs- und Spannungswerte mit ihren Werten und internationalen Systemeinheiten sind in der untenstehenden Tabelle aufgeführt.
Die Werte der Betriebs- und Lagertemperatur sind ebenfalls dargestellt.

Eigenschaft Wert Einheit
Versorgungsspannung (Vcc) 7 V
Eingangsspannung (Vi) 7 V
Ausgangsspannung () 0,5 V
Eingangsstrom (IIK) -20 mA
Ausgangsstrom (VOK) -20 mA
Ausgangsstrom (IO) -+25 mA
Betriebstemperatur (TJ) -44 bis 150 °C
Lagertemperatur (TSTG) -65 bis 150 °C
Verlustleistung (PD) 500 mW

 

74HC595 Equivalent & Alternative

Für das Schieberegister 74HC595 stehen folgende Alternativen als Ersatz zur Verfügung:

Name Typ
4035 4-Bit-Parallel-Ein-Parallel-Aus-Schieberegister
74LS379 Vierfach-Parallel-Schieberegister
4014 Statisches 4-Bit-Schieberegister
74LS166 8-Bit-Schieberegister
74LS323 8-Bit Schiebe-/Speicherregister
74LS164 S/P Schieberegister
4015 Statisches 4-Bit-Dual-Register
74LS299 8-Bit Schiebe-/Speicherregister

 

74HC595 Datenblatt

Weitere Informationen gibt es in dem 74HC595 Datenblatt zum Download.

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About Author

Carsten Hack ist begeisterter Hobby-Bastler auf vielen Gebieten und Autor von e-hack.de. Seine Erfahrung und Expertise schreibt er in informativen Beschreibungen verschiedener elektrischer Bauteile nieder und gibt Tipps zu allen Fragen der Beleuchtung und LED-Leuchtmitteln.

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