Arduino学习过程中很多同学都对74HC595表示晦涩难懂，今天我就来整理一下基本功能，让大家能快速上手！

基本参数和规格

74HC595是一种8位串行输入/串行或并行输出移位寄存器，具有存储寄存器和三态输出。它可以用于扩展数字输出端口，驱动LED显示器，控制步进电机等应用。它的工作电压范围是2 V到6 V，具有高速和低功耗的特点。主要参数和规格如下表所示：

工作原理

74HC595的工作原理如下图所示：

74HC595由两个寄存器组成：移位寄存器和存储寄存器。移位寄存器是一个8位串行输入/串行输出的寄存器，用于接收和传输数据。

存储寄存器是一个8位并行输出的寄存器，用于保存和输出数据。两个寄存器之间有一个锁存器，用于在时钟信号的作用下将移位寄存器中的数据复制到存储寄存器中。

74HC595的工作过程如下：

当SRCLR引脚为高电平时，移位寄存器可以正常工作。当SRCLR引脚为低电平时，移位寄存器被清零，即所有的D触发器都被置为0。

当SER引脚接收到数据源的信号时，每当SRCLK引脚上出现一个上升沿，SER上的数据就会被移入移位寄存器的第一位（D0），并从QH’引脚输出。同时，移位寄存器中原来的数据会依次向右移动一位，即D0 -> D1, D1 -> D2, …, D6 -> D7。这样，经过8个时钟周期后，移位寄存器中就会保存8位数据。

当RCLK引脚上出现一个上升沿时，锁存器就会将移位寄存器中的数据复制到存储寄存器中。这样，存储寄存器中就会保存和移位寄存器中相同的8位数据。

当OE引脚为低电平时，存储寄存器的输出使能。这时，从QA到QH引脚就会并行输出存储寄存器中的8位数据。当OE引脚为高电平时，存储寄存器的输出禁能。这时，从QA到QH引脚就会处于高阻态，即不输出任何信号。

符号和引脚

74HC595的符号和引脚如下图所示：

特性曲线

74HC595的特性曲线如下图所示：

74HC595的特性曲线包括以下几种：

输出电压与输入电流（VOH vs IOH, VOL vs IOL）：表示在不同负载电流下，输出端口的高电平和低电平电压的变化情况。可以看出，输出电压随着负载电流的增大而降低，且高电平电压的降低幅度大于低电平电压的降低幅度。

传输延迟时间与负载电容（tpHL, tpLH vs CL）：表示在不同负载电容下，输出端口从高电平跳变到低电平或从低电平跳变到高电平所需的时间。可以看出，传输延迟时间随着负载电容的增大而增加，且从高电平跳变到低电平所需的时间大于从低电平跳变到高电平所需的时间。

传输延迟时间与输入上升沿或下降沿（tpHL, tpLH vs tr, tf）：表示在不同输入信号的上升沿或下降沿速度下，输出端口从高电平跳变到低电平或从低电平跳变到高电平所需的时间。可以看出，传输延迟时间随着输入信号的上升沿或下降沿速度的增加而减小，且从高电平跳变到低电平所需的时间大于从低电平跳变到高电平所需的时间。

时钟频率与工作温度（fmax vs TA）：表示在不同工作温度下，移位寄存器和存储寄存器能够正常工作的最大时钟频率。可以看出，时钟频率随着工作温度的增加而减小，且移位寄存器的最大时钟频率大于存储寄存器的最大时钟频率。

应用领域

74HC595可以用于以下几个应用领域：

扩展数字输出端口：通过将多个74HC595级联，可以将单个串行输入信号转换为多个并行输出信号，从而扩展数字输出端口的数量。这样可以节省微控制器或其他数字设备的引脚资源，提高系统集成度和灵活性。

驱动LED显示器：通过将74HC595连接到LED显示器的行驱动或列驱动端，可以实现对LED显示器的动态扫描控制。这样可以减少LED显示器所需的驱动芯片数量，降低系统成本和功耗。

控制步进电机：通过将74HC595连接到步进电机的相线端，可以实现对步进电机的方向和速度控制。这样可以简化步进电机驱动器的设计，提高步进电机运行效率和精度。

电路设计

74HC595的典型应用电路如下图所示：

总之，74HC595是一种已经存在了很长时间的数字逻辑芯片，它的基本功能和性能已经很稳定和成熟。通过充分了解74HC595的结构和工作原理，工程师们可以更好地利用这一元器件。