一、前言

       LED灯是一种半导体器件，具有高度节能、高亮度和长寿命等优点，因此在电子设备中广泛应用。为了控制多个LED灯的亮灭状态，需要通过适当的电路和控制器来实现。但在传统的方式中，为了控制每个LED灯的亮灭状态，需要使用独立的IO口，这样会占用大量的资源，尤其是当需要控制多个LED灯时。

      而SN74HC595芯片的出现能够有效解决这个问题，可以通过级联多个芯片，将控制信号串行传输，并通过并行输出口同时控制多个LED灯。SN74HC595是一款常用的集成电路芯片，它是一种8位移位寄存器。适用于多种应用场景，特别是在LED灯板的控制中。SN74HC595通过串行输入数据和并行输出控制信号的方式，可以实现对多个LED灯的控制。

      SN74HC595芯片的控制相对简单，通过编写相应的代码，可以实现各种灯光效果和模式的显示。同时，基于SN74HC595的8路LED灯板具有灵活性和扩展性，可以根据需要增加LED灯的数量，满足不同应用场景的要求。

      在本项目中，我们将利用SN74HC595芯片构建一个8路LED灯板，并通过编写代码实现对灯光的控制。

二、设计框图及原理介绍

      本次设计的流程图及原理图初步设计都是由Scheme-it网页绘制，Scheme-it是一个方便易用的在线图表和电路设计工具，具有丰富的组件库、定制化选项、实时协作和共享功能。它的功能强大，适用于各种电路和图表设计任务。

   项目分享链接如下：基于SN74HC595的8路LED灯板的设计

         如框图所示，本系统通过外接的MCU驱动8路LED灯板，通过MCU驱动74HC595驱动8路LED灯。通常SN74HC595的引脚包括串行数据输入（SER）、时钟输入（SRCLK）、存储器锁存输入（RCLK）、并行输出（QA-QH），还需要将SN74HC595的引脚与LED灯板的控制引脚连接。通过并行输出引脚（QA-QH）控制LED灯板上的对应LED灯的亮灭状态。根据移位后的数据，可以控制每个LED灯的亮度和闪烁频率。这种方法可以方便地扩展LED显示灯的数量，使得LED控制更加灵活和可控。

      此外在74HC595边外接一个0.1uf的旁路滤波电容，用于在电路中提供滤波功能。它能够阻止高频噪声和干扰信号进入电路，使得输出信号更平滑和稳定，同时具有平滑输出信号、储能功能和阻抗补偿。它在电子电路和电源系统中扮演着重要的角色，可以提供稳定和干净的电力供应，减少干扰和噪声对电路的影响。

      但需要注意的是，使用旁路滤波电容时要根据电路和应用的要求选择合适的电容值。较大的电容值可以提供更好的滤波效果，但也会导致响应时间延迟或占用更多的板上空间。因此，根据具体需求进行电容的选择是很重要的。

三、原理图及芯片介绍

      整个电路板的原理图初步设计如下，使用了FastBond活动中的TI公司的SN74HC595芯片。

      概述：

      SN74HC595是用于CMOS应用的HC系列逻辑器件的一部分。SN74HC595是一种 输入8位d型存储寄存器的8位移位寄存器。 移位寄存器时钟(SRCLK)和存储寄存器时钟(RCLK)都是正边触发的。如果两个 时钟连接在一起，移位寄存器总是在存储寄存器前面一个时钟脉冲。

     74HC595是一款常见的集成电路芯片，属于74系列的高速CMOS逻辑器件。它是一个8位移位寄存器，具有广泛的应用场景，特别适用于数字电路中的数据序列传输和并行输出控制。

      功能特性：

• 8位移位寄存器：可以串行输入8个二进制位的数据，并在移位寄存器中保存。
• 并行输出：可以通过并行输出引脚同时控制8个输出信号。
• 级联连接：多个74HC595芯片可以级联连接，实现更多位的数据序列传输和并行输出。
• 工作电流：2V~6V，最大电流三态输出，最多可驱动15个LSTTL负载；在5V驱动时，具有1μA的（最大）低输入电流以及±6ma输出电流。

      引脚配置：

      74HC595芯片有16个引脚，其中包括输入引脚、输出引脚、时钟引脚和复位引脚等。常用的引脚功能详细介绍如下：

• SER：串行数据输入引脚，用于输入数据序列。
• SRCLK：移位寄存器时钟输入引脚，用于控制数据的移位操作。
• RCLK ：寄存器时钟输入引脚，用于将移位寄存器的数据存储到寄存器中。
• QA-QH：并行输出引脚，用于控制外部设备或触发其他逻辑电路的硬件引脚。

   设备功能模式：

四、结语

      以上就是对FastBond活动阶段一的一个基于SN74HC595的8路LED灯板的原理图设计，通过本次活动熟悉了Scheme-it在线平台的使用，SN74HC595芯片的使用以及基础电路图的原理图设计，收获颇丰。