Share！樂讀分享: [Arduino] 74HC595N Shift Register 介紹

先前介紹過 74HC595 這個 IC 的基本操作方式(這篇)，還有各個接腳功能後(這篇)。接著繼續說怎麼利用 Arduino 去操作這顆 IC，怎麼實現我們一開始說到的好處：用 3 個 Arduino 的 Pin 控制 8 個輸出。

這篇會講到三大區塊：讓 595 啟動的接線方式、Arduino 關於 595N 的 IDE 指令、使用 Arduino 及 595 控制 8 顆 LED 燈。

一、使用 Arduino 啟動 595N，只要使用 5V 及 GND 兩個 pin，接法如下：

將 595 的 Vcc (Pin 16) 接上 Arduino 的 5V
將 595 的 GND (pin 8) 接上 Arduino 的 GND
將 OE 啟動 (打開窗子)，datasheet 上面有寫到 Active Low，所以要啟動就將 OE (Pin 13) 接地
將 MR master clear 功能關閉，不然這個功能會一直清除輸入的訊號，一樣是 Active Low，所以將 MR (Pin 10) 接正極
基本上接上上面這幾條線 595 就算是啟動了，接著接上訊號線，將 DS (pin 14)接到 Arduino Digital pin 上，作為訊號源
將 STcp (Pin 12) 及 SHcp (Pin 11) 分別接上 Arduino 的 Digital pin 上

如此一來，595 就準備好操作的前置作業了！

二、Arduino 關於 595 的 IDE 指令

介紹 Arduino IDE 關於 595 的主要指令：shiftOut()，shiftOut() 這個指令是個幫我們將訊號依序輸入 595 上的指令。

格式與說明如下：詳細可參考這篇
shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value)

參數：

dataPin：Arduino 上輸出訊號的 Pin，上面的接線為 Pin 4 (int)
clockPin：連接 595 SHcp 的 Pin，也就是 Arduino 上的 Pin 2 (int)
bitOrder：訊號輸入的順序；MSBFIRST or LSBFIRST
(Most Significant Bit First, or, Least Significant Bit First)
value：訊號輸入的值，Arduino 上不接受 value 為二進位，僅接受為十進位或十六進位的數字 (byte)

這邊說明一下 bitOrder MSBFIRST 以及 LSBFIRST 的差別，如果有一組訊號要輸入 11110101，這兩個順序翻譯成中文其實很簡單：

MSBFIRST：由左至右輸入 595 chip
LSBFIRST：由右至左輸入 595 chip

些放在 595 的 Q0~Q7 Out put 時會有不同效果：

三、使用 Arduino 及 595 控制 8 顆 LED 燈

Step 1 準備材料：

Shift Register 74HC595 x1
220 Ohm 電阻 x8
LED x8

Step 2 接線圖：

這裡的圖，是除了上述的基本啟動 595 cip 接線外，另外在 Q0~Q7 接上 8 個 LED。

Step 3 原理與解說：

因為 595 最多放 8 個數字 (8-bit)，二進位的 11111111，就是十進位的 255，下列我們會依序輸入 0~255 的數字，8 個 LED 會二進位的表示亮燈。

bitOrder 為 MSBFIRST，輸入的 value 分別的亮起的燈會如下表範例。

Sketch：
//設定 Arduino pin 4 為 DS 輸入 pin，STcp = Arduino pin 3，SHcp = Arduino pin 2
int data = 4;
int clock = 2;
int latch = 3;
//Setup Arduino 3 個 pin 都為 output mode
void setup()
{
pinMode(data, OUTPUT);
pinMode(clock, OUTPUT);
pinMode(latch, OUTPUT);
}
void loop()
{
//每次 led 狀態更新的中間的間隔時間，100 ms
int delayTime = 300;
//輸入的 DS 訊號由 0 加到 255
for(int i = 0; i < 256; i++){
// 呼叫 updateLED() 這個 function，DS 輸入的訊號由 0 增加到255
updateLED(i);
delay(delayTime);
}
}
// updateLEDs 這個 function 主要的功能為輸入 ( ) 內的 value 進 595 chip
// 並把對應的二進位 LED 燈亮請來
void updateLED(int value){
//把 595N 的 STcp 關閉，暫時不輸出訊號
digitalWrite(latch, LOW);
//把 8 bit 訊號由 MSBFIRST 的順序，輸出給 595 chip
shiftOut(data, clock, MSBFIRST, value);
//打開 STcp，把剛輸入的 8 bit 訊號由 Q0~Q7 輸出讓 LED 亮起來
digitalWrite(latch, HIGH);
}

Upload 到 Arduino 上就完成拉！

參考文章：

[Arduino] 74HC595N Shift Register 介紹 - 1

[Arduino] 74HC595N Shift Register 介紹 - 2