Das Schieberegister 74HC595 verfügt über acht Ausgänge, die mit nur drei Datenleitungen angesteuert werden.
Für jeden Ausgang wird ein Signal in Form einer „0“ = LOW, oder „1“ = HIGH gesendet.
Insgesamt sind acht Bits notwendig.
Eine Reihe von 8 LEDs sollen als Lauflicht funktionieren und abwechselnd blinken.
Beispiele Bits setzen
| gesetzte Bits | geschaltete LEDs |
|---|---|
| 11111111 | alle LEDs einschalten |
| 00000000 | alle LEDs ausschalten |
| 10101010 | jede zweite LED einschalten |
| 10000001 | nur die beiden äußeren LEDs einschalten |
Der erste Wert wird in den Speicher geschrieben. Sobald der nächste Wert geschrieben wird, werden alle vorherigen Werte eine Position weiter geschoben.
Das Schieberegister besteht aus zwei Teilen:
dem Schieberegister:
die einzelnen Bits werden durch den Seriellen Eingang Pin 14 zuerst hier hinein geschoben, es wird noch kein Signal an die Ausgangspins geschickt, mit MSBFIRST (links beginnen) LSBFIRST (rechts beginnen) kann der Start des „Schiebevorgangs“ bestimmt werden
dem Ausgangsregister:
erst wenn alle Bits an ihren Platz geschoben wurden, werden durch das Schreiben von HIGH auf den Pin 12 die Daten in das Ausgangsregister übernommen.
Die Pinbelegung:
Die Anordnung der LEDs:
Benötigte Bauteile:
- 8 LEDs
- Schieberegister 74HC595
- 8 Widerstände 220 Ω
- Leitungsdrähte
Beachte die ⇒Vorwiderstände verschiedener LEDs
Für die Programmierung brauchst du noch Informationen über verschiedene Manipulationen von Bits.
Verschieben von Bits nach rechts:
LED = LED >> 1;
Alle Bits werden um eine Position nach rechts verschoben. Das letzte Bit auf der rechten Seite fällt heraus, auf der linken Seite wird jeweils eine 0 eingefügt.
Im Programm sieht das so aus:
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 |
// LSBFIRST -> Bits von rechts in das Register schieben LED = B11111111; /* 8-mal schieben bis alle Bits herausgeschoben sind und eine 0 vorne hinzufügt wurde Stand am Ende: B00000000 */ for (int i = 0; i <= 7; i++) { // Ausgaberegister ausschalten digitalWrite(AusgabePin, 0); // Bits in das Schiebregister schieben shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, LSBFIRST, LED); // Ausgaberegister einschalten digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // 1 Bit nach rechts schieben LED = LED >> 1; } |
Verschieben von Bits nach links:
LED = LED << 1;
Alle Bits werden um eine Position nach links verschoben. Das letzte Bit auf der linken Seite fällt heraus, auf der rechten Seite wird jeweils eine 0 eingefügt.
Im Programm sieht das so aus:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
LED = B11111111; for (int i = 0; i <= 7; i++) { // Ausgaberegister ausschalten digitalWrite(AusgabePin, 0); // Bits von rechts in das Register schieben shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, LSBFIRST, LED); // Ausgaberegister einschalten digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // 1 Bit nach links schieben LED = LED << 1; } |
Wert der Bits umkehren:
LED = B10101010;
LED = ~ LED;
aus 0 wird 1, aus 1 wird 0
Im Programm sieht das so aus:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
LED = B10101010; for (int i = 0; i <= 6; i++) { digitalWrite(AusgabePin, 0); shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, MSBFIRST, LED); digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); LED = ~ LED; } |
⇒ Bitmanipulation im Seriellen Monitor
Definiere die Variablen für das Schieberegister und das ⇒Array für das LED-Muster.
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
int BitsSchieben = 8; int AusgabePin = 9; int EingangPin = 10; // Array LEDs leuchten von außen nach innen und zurück byte AussenNachInnen[] = { B10000001, B01000010, B00100100, B00011000, B00100100, B01000010, B10000001 }; |
Im setup-Teil werden die Ausgänge definiert:
|
1 2 3 4 5 6 |
void setup() { pinMode(BitsSchieben, OUTPUT); pinMode(AusgabePin, OUTPUT); pinMode(EingangPin, OUTPUT); } |
Der loop-Teil:
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 |
void loop() { /* Lauflicht vorwärts LSBFIRST Bits von rechts ins Register schieben dann jeweils 1 Bit nach rechts schieben Startpunkt hängt davon ab, an welchen Pins die 1. Led und die weiteren LEDs gesteckt sind */ byte LED = B10000000; // die letzte LED bleibt an for (int i = 0; i <= 6; i++) { // Ausgaberegister ausschalten digitalWrite(AusgabePin, 0); // Bits von rechts in das Register schieben shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, LSBFIRST, LED); // Ausgaberegister einschalten digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // 1 Bit nach rechts schieben LED = LED >> 1; } /* durch die Verschiebung ist der aktuelle Stand: LED = B00000001 Lauflicht rückwärts -> 1 Bit nach links schieben */ for (int i = 0; i <= 7; i++) { // Ausgaberegister ausschalten digitalWrite(AusgabePin, 0); // Bits von rechts in das Register schieben shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, LSBFIRST, LED); // Ausgaberegister einschalten digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // 1 Bit nach links schieben LED = LED << 1; } // Lauflicht 2 LEDs vorwärts LED = B11000000; for (int i = 0; i <= 2; i++) { // Ausgaberegister ausschalten digitalWrite(AusgabePin, 0); // LSBFIRST -> Bits von rechts in das Register schieben shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, LSBFIRST, LED); // Ausgaberegister einschalten digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // 2 Bits nach rechts schieben LED = LED >> 2; } // Lauflicht 2 LEDs rückwärts for (int i = 0; i <= 3; i++) { // Ausgaberegister ausschalten digitalWrite(AusgabePin, 0); // Bits von links in das Register schieben shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, LSBFIRST, LED); // Ausgaberegister einschalten digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // 2 Bits nach links schieben LED = LED << 2; } // Lauflicht -> LEDs gehen nach und nach aus // LSBFIRST -> Bits von rechts in das Register schieben LED = B11111111; for (int i = 0; i <= 7; i++) { // Ausgaberegister ausschalten digitalWrite(AusgabePin, 0); // Bits in das Schiebregister schieben shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, LSBFIRST, LED); // Ausgaberegister einschalten digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // 1 Bit nach rechts schieben LED = LED >> 1; } // LSBFIRST -> Bits von rechts in das Register schieben LED = B11111111; for (int i = 0; i <= 7; i++) { // Ausgaberegister ausschalten digitalWrite(AusgabePin, 0); // Bits in das Schiebregister schieben shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, LSBFIRST, LED); // Ausgaberegister einschalten digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // 1 Bit nach links schieben LED = LED << 1; } // LEDS leuchten von außen nach innen und zurück // Array AussenNachInnen for (int i = 0; i <= 6; i++) { digitalWrite(AusgabePin, 0); shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, MSBFIRST, AussenNachInnen[i]); digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); } // alle LEDs blinken for (int i = 0; i <= 6; i++) { digitalWrite(AusgabePin, 0); shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, MSBFIRST, LED); digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // alle Werte umkehren LED = ~ LED; } // MSBFIRST -> Bits von links in das Register schieben // jede zweite LED im Wechsel LED = B10101010; for (int i = 0; i <= 6; i++) { digitalWrite(AusgabePin, 0); shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, MSBFIRST, LED); digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // alle Werte umkehren LED = ~ LED; } // jeweils 2 LEDs im Wechsel LED = B11001100; for (int i = 0; i <= 6; i++) { digitalWrite(AusgabePin, 0); shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, MSBFIRST, LED); digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // alle Werte umkehren LED = ~ LED; } // äußere LEDs/innere LEDs im Wechsel LED = B11000011; for (int i = 0; i <= 6; i++) { digitalWrite(AusgabePin, 0); shiftOut(EingangPin, BitsSchieben, MSBFIRST, LED); digitalWrite(AusgabePin, 1); delay(200); // alle Werte umkehren LED = ~ LED; } } |
Ändere die Richtung der Lauflichter durch Setzen des Startbits.
Erstelle eigene Muster von blinkenden LEDs.
Für das Schieberegister ist auch eine ⇒Bibliothek verfügbar.
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