Fairchild 74595

Конечно! Вот подробное описание микросхемы Fairchild 74595, ее технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Описание

Fairchild 74595 — это классическая 8-разрядная микросхема сдвигового регистра с выходной защелкой. Она является частью известной серии логических микросхем 7400 TTL (Transistor-Transistor Logic).

Основная функция 74595 — преобразование последовательных данных в параллельные. Данные передаются в регистр бит за битом по одному проводу (последовательно), а на выходе могут быть получены сразу на всех 8 выводах (параллельно). Это делает микросхему незаменимой в задачах, где требуется управлять множеством устройств (например, светодиодами, реле, семисегментными индикаторами), используя минимальное количество выводов микроконтроллера.

Ключевая особенность, которая отличает 74595 от простого сдвигового регистра (например, 7495), — наличие буферной защелки (latch). Это позволяет обновлять выходы микросхемы только тогда, когда это необходимо, предотвращая появление "мусора" или мерцания на выходах во время процесса сдвига данных.

Технические характеристики

• Тип логики: TTL
• Напряжение питания (Vcc): +4.75В до +5.25В (стандартное +5В)
• Логические уровни:
  • Логический "0" (LOW): 0V - 0.8V
  • Логический "1" (HIGH): 2.0V - Vcc
• Потребляемый ток (статический): ~80 мА
• Количество тактов сдвига: 8 бит
• Выходы: 8 параллельных выходов с 3-состоянием (Q0-Q7), плюс последовательный выход (Q7') для каскадирования.
• Тактовая частота (макс.): Обычно около 25-35 МГц для современных версий, оригинальные могли быть ниже.
• Температурный диапазон: 0°C до +70°C (коммерческий)

Распиновка (16-контактный DIP корпус)

1. Q1 - Выход 1
2. Q2 - Выход 2
3. Q3 - Выход 3
4. Q4 - Выход 4
5. Q5 - Выход 5
6. Q6 - Выход 6
7. Q7 - Выход 7
8. GND - Земля
9. Q7' - Последовательный выход (для каскадирования)
10. MR - Сброс регистра (Master Reset, активный низкий уровень). Сбрасывает все биты в регистре сдвига в 0.
11. SHCP - Тактовый вход регистра сдвига (Shift Register Clock Input)
12. STCP - Тактовый вход защелки (Storage Register Clock Input, Latch Clock)
13. OE - Разрешение выхода (Output Enable, активный низкий уровень). Когда на этом выводе высокий уровень, выходы переходят в высокоимпедансное состояние (отключаются).
14. DS - Последовательный вход данных (Serial Data Input)
15. Q0 - Выход 0
16. Vcc - Питание (+5V)

Парт-номера (Part Numbers) и Совместимые модели

Поскольку Fairchild Semiconductor была одним из основных производителей TTL-логики, ее парт-номера часто считаются "стандартными". Однако эту микросхему выпускали десятки компаний по всему миру.

Прямые аналоги и парт-номера:

• SN74HC595N (Texas Instruments) - Наиболее популярный современный аналог. Использует технологию CMOS (HC), что обеспечивает более низкое энергопотребление и лучшую помехозащищенность по сравнению с TTL. Функционально и по выводам полностью совместим, но логические уровни ближе к CMOS (2/3 Vcc для HIGH).
• DM74LS595 (National Semiconductor) - Аналог на основе технологии Low-Power Schottky (LS), более энергоэффективный, чем оригинальный TTL.
• MC74HC595 (ON Semiconductor)
• CD74HCT595 - CMOS-микросхема, но с TTL-совместимыми уровнями входных сигналов (HCT). Идеально подходит для управления от TTL-логики или 5В микроконтроллеров.
• 74HCT595 - Общее обозначение для HCT-версий от любых производителей.
• NTE74HC595 - Аналог от компании-поставщика запасных частей NTE.

Важно: Микросхемы с маркировкой 74HC595, 74HCT595, 74LS595 являются функционально полными аналогами Fairchild 74595 и взаимозаменяемы при правильном учете отличий в логических уровнях (TTL vs CMOS).

Совместимые по выводам, но функционально разные модели:

• 74HC4094 - 8-битный сдвиговый регистр с защелкой и выходами без 3-го состояния. Имеет дополнительный выходной стробирующий сигнал.
• TPIC6B595 - Мощный 8-битный сдвиговый регистр, способный напрямую управлять высокими напряжениями и токами (например, лампами или моторчиками).

Краткий принцип работы

1. На вывод MR (сброс) подается высокий уровень.
2. На вывод OE (разрешение выхода) подается низкий уровень, чтобы активировать выходы.
3. По переднему фронту тактового импульса на SHCP, состояние на входе DS (данные) записывается в первый бит регистра сдвига, а предыдущие данные сдвигаются.
4. После загрузки всех 8 бит, по переднему фронту импульса на STCP (защелка), все данные из регистра сдвига копируются в буферную защелку и появляются на выходах Q0-Q7.
5. Для расширения разрядности вывод Q7' (последовательный выход) соединяется с выводом DS следующей микросхемы 74595.

Сфера применения: Управление светодиодными матрицами и бегущими строками, увеличение количества цифровых выходов у микроконтроллеров (Arduino, ESP32, STM32 и т.д.), управление реле, цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) лестничного типа.