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[ESP32]74HC595的使用

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介绍

74HC595 是一款价格便宜的八位移位锁存器，通过三个引脚（DS、STCP、SHCP），就可以控制几乎无限量地输出。

DS是串行输入端口，每当时钟输入（SHCP）上升沿来临时，DS引脚当前电平值在移位寄存器中会移一位，连续进行8次同样的动作，就可以完成全部（Q0至Q7）移位。最后当STCP（Latch）上升沿到来时，移位寄存器的值将会被锁定在存储器里，并从Q0至Q7引脚输出。ESP32 的数字输出引脚时有限的，如果需要更多的输出的话，期中的一种方法就是通过74HC 595扩展更多的输出引脚。已达到目的。以下就通过两个列子来介绍这一个芯片的使用方法。

硬件

  • ESP32开发板
  • 2个74HC595
  • 一块面包板

电路图

这是ESP32 驱动一个74HC595的电路图,引脚连接
[GPIO15->DS(14)]
[GPIO4->SHCP(12)]
[GPIO4->STCP(11)]
[GND->MR(10)]
[VCC->OE(13)]

代码设计

Arduino IDE包含了一个shiftout()功能，可以很方便的控制74HC595移位寄存器，对于ESP32 同样适用的。我们为了实现流水灯的效果。首先我们需要定义一个数组来存放数据，这些数据可以是16进制 、二进制、十进制。

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unsigned char sequence[COL_COUNT] = {B00000001, B00000010, B00000100, B00001000, B00010000, B00100000, B01000000, B10000000};

然后，再使用一个for循环中的shiftout()函数把数据送到锁存器中。

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for (int col = 0; col < COL_COUNT; col++)    
{   
    digitalWrite(latchPin, LOW);
    shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, sequence[col]);
    datadigitalWrite(latchPin, HIGH);  
    delay(200);
}

以下是完整的代码：

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/*******************************************************                
ESP32 驱动一块74HC595   
功能：使用ESP32驱动74HC595 来实现流水灯的功能   
引脚： 
[GPIO15->DS(14)]  
[GPIO4->SHCP(12)] 
[GPIO2->STCP(11)] 
[GND->MR(10)]
[VCC->OE(13)]    
Designer: Code_Mouse   
Date:2018-9-20 
*******************************************************/ 
const byte COL_COUNT = 8;
const byte ROW_COUNT = 3; //存储数据的数组
unsigned char sequence[8] = {B00000001, B00000010, B00000100, B00001000, B00010000, B00100000, B01000000, B10000000,};  
int latchPin = 2;  //Pin connected to ST_CP(pin 12) of 74HC595
int clockPin = 4; //Pin connected to SH_CP(pin 11) of 74HC595
int dataPin = 14;  //Pin connected to DS(pin 14) of 74HC595 

void setup() 
{      
    pinMode(latchPin, OUTPUT);  
    pinMode(clockPin, OUTPUT);  
    pinMode(dataPin, OUTPUT);
} 
void loop() 
{   
    for (int row = 0; row < ROW_COUNT; row++)   
    {            
        digitalWrite(latchPin, LOW);     
        shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, sequence[row]);      
        digitalWrite(latchPin, HIGH);      
        delay(200);  
    }
}

ESP32 驱动两块74HC595

通过74HC595移位寄存器的级联输出端（Daisy chain），同样使用3个数据引脚来连接多个的74HC595以取得更多的输出。由于一块74HC595 可以一个字节，所以两块就可以支持2个字节。当然三块的话就是3个字节了。硬件连接方面也是很简单的，就是在上面的基础上修改就可以了

电路图2

  • 74HC595(1) Q7S(9) -> 74HC595(2) DS(14)
  • 74HC595(1) STCP（12） -> 74HC595(2) STCP(12)
  • 74HC595(1) SHCP（11） -> 74HC595(2) SHCP(11)

代码设计

由于shiftOut()只能支持8位移，如欲取得16位移（两颗74HC595移位寄存器）的输出，那就必须分两次shiftOut()运行。

以下是完整的代码 ：

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/*******************************************************   
             ESP32 驱动两块74HC595
   功能：使用ESP32驱动两块74HC595 来实现流水灯的功能
   引脚： 
   [GPIO15->DS(14)]  
   [GPIO4->SHCP(12)] 
   [GPIO2->STCP(11)] 
   [GND->MR(10)] 
   [VCC->OE(13)] 
   Designer: Code_Mouse
   Date:2018-9-20
 *******************************************************/
 
const byte COL_COUNT = 8;
unsigned int sequence[COL_COUNT] = {0B0000000100000001, 0B0000001000000011, 0B0000010000000111, 0B0000100000001111, 0B0001000000011111, 0B10000000111111, 0B0100000001111111, 0B1000000011111111};
 
int latchPin = 2;  //Pin connected to ST_CP(pin 12) of 74HC595
int clockPin = 4; //Pin connected to SH_CP(pin 11) of 74HC595
int dataPin = 15;  //Pin connected to DS(pin 14) of 74HC595
 
void setup() {    
  pinMode(latchPin, OUTPUT);
  pinMode(clockPin, OUTPUT);
  pinMode(dataPin, OUTPUT);
}
 
void loop() 
{ 
  for (int col = 0; col < COL_COUNT; col++)   
  {
    digitalWrite(latchPin, LOW);
    shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, (sequence[col] >> 8));
    shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST,sequence[col]);  
    digitalWrite(latchPin, HIGH);
    delay(200);
  }
}
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