一、引脚描述

QA~QH（15,1~7脚）：数据输出引脚

QH1（9脚）：移位寄存器串行数据输出脚，当移位寄存器中的数据多余8位时，最先进入的那位被挤出去，一般级联使用，接下一个74HC595

G（13脚）：输出使能引脚，低电平使能

RCK（12脚）：存储寄存器输入数据使能引脚，上升沿时，移位寄存器的数据输入到存储寄存器

SRCLR（10脚）：移位寄存器清空引脚，低电平清空，一般不用，接高电平

SRCK（11脚）：移位寄存器时钟引脚，上升沿时，移位寄存器的数据整体往后移动一位，并接受新的一位数据，来自SER(14脚)

SER(14脚)：移位寄存器数据输入引脚

二、功能描述

这块芯片有两个寄存器：移位寄存器，存储寄存器
移位寄存器可以传值给存储寄存器，存储寄存器中的值决定QA~QH端口输出高低电平
移位寄存器的数据通过SRCK这个引脚上升沿采集，一个上升沿采集一位数据，存储方式类似流水线，最先进入的数据最先出去（先传输QH位）
当8个数据都存放进移位寄存器的时候，RCK产生一个上升沿，移位寄存器的数据就会传输到存储寄存器中，8个相对应的IO口就会输出相对应的高低电平

三、使用这块芯片分四个步骤

例如我们需要在端口QA~QH上输出 1 0 1 0 1 0 1 0

1、首先在SER引脚准备QH位，也就是 0 （低电平）

2、SRCK产生一个上升沿，0 就会被写入到移位寄存器的最上面

        在SER引脚准备QG位，也就是 1 （高电平）

        SRCK产生一个上升沿，1 就会被写入到移位寄存器的最上面，之前被写入的 0 就会往后移动一位

        在SER引脚准备QF位，也就是 0 （高电平）

        SRCK产生一个上升沿，1 就会被写入到移位寄存器的最上面，之前被写入的两位 1 0 就会往后移动一位

        重复上面两个步骤8次，移位寄存器就会填满，移位寄存器随着上升沿的变化如下图

     

3、输出端口的高低电平是由存储寄存器决定的。移位寄存器填满之后，由RCK产生一个上升沿，移位寄存器的数据会传输到存储寄存器

4、拉低G引脚，输出存储寄存器的值到端口上，此时端口值为1010 1010

四、单个74HC595的使用

其中74HC595的RCK(12脚)，SCK(11脚)，SCLR(10脚)，SER(14脚)接主控芯片的任意GPIO引脚。
OE（13脚）直接接地的，一直保持存储寄存器输出就好。可能会有疑问：当数据一位一位输入移位寄存器的时候，端口的值不会随着移位寄存器数据移动变化吗？
首先移位寄存器和存储寄存器的值是互不干扰的，我们要改变数据时，当数据一位一位压进移位寄存器中，再RCK（12脚）产生上升沿，把移位寄存器的值传输到存储寄存器中，端口才会输出存储寄存器的值，在此之前端口一直保持存储器的值。

五、74HC595的级联

级联实现：上一块移位寄存器的输出 接 下一块移位寄存器的输入，即U1-9接U2-14,

多块74HC595共用主控芯片的RCK(12脚)，SCK(11脚)，SCLR(10脚)，第一块74HC595接主控芯片的移位寄存器输入引脚，

多块74HC595级联，要先发送最后一位，例如两块芯片级联则需要最先发送Q15位，然后依次发送Q14~Q0;

六、注意事项

是否可以无限级联？

理论上可以无限级联，最多占用4个IO口。
但是有个问题，级联越多，改变数据需要的时间越长，确切得说，是改变Q15需要的时间越长。
例如我2块芯片级联，我需要改变16位数据（Q0~Q15）,它的数据是一位一位挤下去的，假设每发送一位数据需要的时间是1，就需要16个单位的时间。
同理我4块芯片级联，我需要改变32位数据（Q0~Q31）,它的数据是一位一位挤下去的，假设每发送一位数据需要的时间是1，就需要32个单位的时间.
所以实际应用中很少无限级联

七、代码实现

我用的芯片是GD32F103VET6，两块74HC595级联
宏定义引脚拉高拉低，方便后面修改时序使用
 

74hc595.h

#ifndef __74HC595_H   
#define __74HC595_H
#include "gd32f10x.h"
#define HC595_DIN(n)    ((n)?gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_8, SET) : gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_8, RESET))
#define HC595_RCK(n)    ((n)?gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_9, SET) : gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_9, RESET))
#define HC595_SCK(n)    ((n)?gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_10, SET) : gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_10, RESET))
#define HC595_CLR(n)    ((n)?gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_11, SET) : gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_11, RESET))
void hc595_init(void);
void hc595_send(uint16_t data);
#endif

74hc595.c

#include "74hc595.h"
//初始化

uint16_t hc595_data;

void hc595_init(void)
{
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);//使能GPIOB外设时钟
    
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11);
    HC595_DIN(1);
    HC595_RCK(1);
    HC595_SCK(1);
    HC595_CLR(1);
}
//发送数据
/*
0x55AA   0101 0101 1010 1010

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 Q13 Q14 Q15

0  1  0  1  0  1  0  1  1  0  1   0   1   0   1   0

*/
void hc595_send(uint16_t data)
{
    int i=0;
    
    HC595_DIN(1);
    HC595_RCK(1);
    HC595_SCK(1);
    HC595_CLR(1);
    
    
    for(i =0;i<16;i++)
    {
        HC595_SCK(0);
        
        if( data & (0x0001<<i) )
           HC595_DIN(1);
        else
           HC595_DIN(0);
        
        HC595_SCK(1);
    }
    
    HC595_RCK(0);
    
    HC595_RCK(1);
    hc595_data = data;
}

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