🧮 شیفت‌رجیستر 74HC595 (74HC595 Shift Register)

شیفت‌رجیستر 74HC595 (74HC595 Shift Register) آی‌سی شانزده‌پایه‌ای است که با سه سیم از آردوینو، هشت خروجی مستقل می‌سازد. بیت‌ها را یکی‌یکی و پشت سر هم می‌گیرد و با یک فرمان «قفل» (Latch) همه را با هم روی پایه‌های Q0 تا Q7 می‌گذارد. با آن ردیف LED، نوار نوری نایت رایدر، نمایشگر هفت‌قسمتی و حتی ماتریس LED را بدون تمام شدن پایه‌های اونو راه می‌اندازی، و اگر هشت خروجی کم بود، چند آی‌سی را زنجیر می‌کنی.

74HC595 در ووکوی (Wokwi)

ووکوی این آی‌سی را با شناسه‌ی wokwi-74hc595 دارد و پایه‌هایش همان اسم‌های دیتاشیت را دارند. کمترین diagram.json برای یک LED روی Q0 این است:

{
  "version": 1,
  "parts": [
    { "type": "wokwi-arduino-uno", "id": "uno", "top": 0, "left": 0 },
    { "type": "wokwi-74hc595", "id": "sr1", "top": -120, "left": 80 },
    { "type": "wokwi-resistor", "id": "r1", "top": -180, "left": 200, "attrs": { "value": "220" } },
    { "type": "wokwi-led", "id": "led1", "top": -240, "left": 280, "attrs": { "color": "red" } }
  ],
  "connections": [
    [ "uno:11", "sr1:DS", "blue", [] ],
    [ "uno:12", "sr1:SHCP", "orange", [] ],
    [ "uno:8", "sr1:STCP", "yellow", [] ],
    [ "uno:5V", "sr1:VCC", "red", [] ],
    [ "uno:5V", "sr1:MR", "red", [] ],
    [ "uno:GND.1", "sr1:GND", "black", [] ],
    [ "uno:GND.1", "sr1:OE", "black", [] ],
    [ "sr1:Q0", "r1:1", "green", [] ],
    [ "r1:2", "led1:A", "green", [] ],
    [ "uno:GND.1", "led1:C", "black", [] ]
  ]
}

هفت LED دیگر را هم به همین شکل به Q1 تا Q7 بده. در تینکرکد فارسی هم 74HC595 در هر دو مود رایگان است؛ پروژه‌ی آماده‌اش ۸ LED با ۳ پین است.

سیم‌کشی با آردوینو

عددهای پایه‌ی آی‌سی با عددهای پین آردوینو قاطی نشوند: «پایه‌ی ۱۱ آی‌سی» به «پین 12 آردوینو» می‌رود.

کد نمونه

// 74HC595: binary counter, then a running light, on 8 LEDs.
const int DATA_PIN  = 11;  // DS
const int CLOCK_PIN = 12;  // SHCP
const int LATCH_PIN = 8;   // STCP

void writeByte(byte value) {
  digitalWrite(LATCH_PIN, LOW);
  shiftOut(DATA_PIN, CLOCK_PIN, MSBFIRST, value);
  digitalWrite(LATCH_PIN, HIGH);   // all 8 outputs change together here
}

void setup() {
  pinMode(DATA_PIN, OUTPUT);
  pinMode(CLOCK_PIN, OUTPUT);
  pinMode(LATCH_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  for (int n = 0; n < 256; n++) {  // count 0..255 in binary
    writeByte(n);
    delay(60);
  }
  for (int i = 0; i < 8; i++) {    // one LED walks from Q0 to Q7
    writeByte(1 << i);
    delay(120);
  }
}

با MSBFIRST بیت هفتم اول فرستاده می‌شود و آخر کار روی Q7 می‌نشیند؛ پس عدد ۱ یعنی فقط Q0 روشن. برای دو آی‌سی زنجیری، Q7S اولی را به DS دومی بده، دو کلاک را مشترک کن و قبل از بالا بردن latch دو بار shiftOut بزن؛ بایتی که اول می‌فرستی به آی‌سی دورتر می‌رسد.

اشتباه‌های رایج

• OE و MR آزاد مانده‌اند: OE باید به GND و MR به 5V برود؛ وگرنه خروجی‌ها خاموش می‌مانند یا آی‌سی تصادفی ریست می‌شود.
• جابه‌جایی SHCP و STCP: LEDها به‌جای الگوی مرتب، چشمک‌های عجیب می‌زنند.
• جریان کل زیاد: کل جریان آی‌سی حدود ۷۰ میلی‌آمپر مجاز است؛ هشت LED با ۲۰ میلی‌آمپر از آن بیشتر می‌شوند. مقاومت ۴۷۰ اهم تا ۱ کیلواهم بگذار.
• ترتیب بیت‌ها: اگر الگو برعکس دیده می‌شود، MSBFIRST را با LSBFIRST عوض کن.

آموزش‌های مرتبط

• ۴۰ مدار آردوینو برای ووکوی (مدار ۸ LED با شیفت رجیستر)
• گسترش خروجی با 74HC595 در ۱۵ مدار پایه
• مدار منطقی و دیجیتال تا شمارنده
• نمایشگر هفت‌قسمتی در ووکوی
• درس شیفت رجیستر

سؤال‌های رایج

چند 74HC595 را می‌شود پشت سر هم زنجیر کرد؟

از نظر منطقی محدودیتی نیست: Q7S هر آی‌سی به DS آی‌سی بعدی می‌رود و پایه‌های SHCP و STCP همه مشترک‌اند. هر آی‌سی هشت خروجی اضافه می‌کند و فقط به ازای هر کدام یک shiftOut بیشتر می‌زنی. در عمل طول سیم کلاک و تغذیه‌ی کافی محدودیت می‌شوند.

74HC595 در ووکوی چه شناسه‌ای دارد؟

wokwi-74hc595. پایه‌هایش DS، SHCP، STCP، OE، MR، Q0 تا Q7، Q7S، VCC و GND هستند؛ همان اسم‌های دیتاشیت.

با 74HC595 می‌شود دکمه خواند؟

نه، 74HC595 فقط خروجی می‌دهد. برای خواندن چند دکمه با چند سیم، آی‌سی 74HC165 ساخته شده که ورودی موازی می‌گیرد و خروجی سریال می‌دهد.

قطعه‌های دیگرِ آی‌سی، درایور و رگولاتور

همه‌ی ۱۰۵ قطعه ← · آموزش مدار