在嵌入式設計中，微控制器中存在沒有足夠的I/O引腳的可能性。這可能是由于任何原因造成的，可能是您的應用程序需要多個 LED，或者您想使用多個 7 段顯示器，但您的微控制器中沒有所需的 I/O 引腳。這里有一個完美的組件，移位寄存器。移位寄存器接受串行數據并提供并行輸出。它只需要3 個引腳即可與您的微控制器連接，您將從中獲得超過 8 個輸出引腳。其中一個流行的移位寄存器是74HC595。它具有8位存儲寄存器和8位移位寄存器。

您將向移位寄存器提供串行數據，該數據將被鎖存于存儲寄存器上，然后存儲寄存器將控制 8 個輸出。如果您想要更多輸出，只需添加另一個移位寄存器。通過級聯兩個移位寄存器，您將獲得額外的 8 個輸出，總共 16 位輸出。

移位寄存器 74HC595：

這是根據數據表的74HC595的引腳圖-

HC595 有 16 針;如果我們看到數據表，我們將了解引腳功能-

QA至QH，從引腳號1到7和15用作移位寄存器的8位輸出，其中引腳14用于接收串行數據。還有關于如何使用其他引腳和利用移位寄存器的其他功能的真值表。

當我們編寫用于連接74HC595的代碼時，我們將應用此真值表來獲取所需的輸出。

所需組件：

PIC16F877A

2個33pF陶瓷盤式電容器

20兆赫晶體

4.7k 電阻

8顆發光二極管

1k 電阻器 -1 個（如果需要每個 LED 上的單獨電阻器，則需要 8 個 1k 電阻器）

74HC595 集成電路

5V墻上適配器

PIC 編程環境

面包板和電線

電路圖：

在電路圖中，我們連接了串行數據引腳;時鐘和選通（鎖存）引腳分別位于微控制器的RB0，RB1和RB2引腳上。在這里，我們使用一個電阻器用于8個LED。根據真值表，我們通過將74HC595的引腳13接地來啟用輸出。QH引腳保持打開狀態，因為我們不會用它級聯另一個74HC595。我們通過將移位寄存器的引腳10與VCC連接來禁用清除輸入標志。

晶體振蕩器連接在微控制器的 OSC 引腳上。PIC16F877A 沒有任何內部振蕩器。在本項目中，我們將使用移位注冊表從 Q0 到 Q7逐個點亮 lead。

我們在面包板中構建了電路-

代碼說明：

文末給出了使用移位寄存器控制LED的完整代碼。與往常一樣，我們需要在PIC微控制器中設置配置位。

#pragma config FOSC = HS // Oscillator Selection bits (HS oscillator)

#pragma config WDTE = OFF // Watchdog Timer Enable bit (WDT disabled)

#pragma config PWRTE = OFF // Power-up Timer Enable bit (PWRT disabled)

#pragma config BOREN = ON // Brown-out Reset Enable bit (BOR enabled)

#pragma config LVP = OFF // Low-Voltage (Single-Supply) In-Circuit Serial Programming Enable bit (RB3/PGM pin has PGM function; low-voltage programming enabled)

#pragma config CPD = OFF // Data EEPROM Memory Code Protection bit (Data EEPROM code protection off)

#pragma config WRT = OFF // Flash Program Memory Write Enable bits (Write protection off; all program memory may be written to by EECON control)

#pragma config CP = OFF // Flash Program Memory Code Protection bit (Code protection off)

之后，我們聲明了延遲所需的晶體頻率和74HC595的引腳聲明。

#include

/*

Hardware related definition

*/

#define _XTAL_FREQ 20000000 //Crystal Frequency, used in delay

#define DATA_595 PORTBbits.RB0

#define STROBE_595 PORTBbits.RB1

#define CLK_595 PORTBbits.RB2

接下來我們聲明了 system_init（） 函數來初始化引腳方向。

void system_init(void){

TRISB = 0x00;

}

我們使用兩種不同的函數創建了時鐘脈沖和鎖存脈沖

/*

*This function will enable the Clock.

*/

void clock(void){

CLK_595 = 1;

__delay_us(500);

CLK_595 = 0;

__delay_us(500);

}

和

/*

*This function will strobe and enable the output trigger.

*/

void strobe(void){

STROBE_595 = 1;

__delay_us(500);

STROBE_595 = 0;

}

在這兩個函數之后，我們聲明了data_submit（無符號 int data）函數以向74HC595提交串行數據。

void data_submit(unsigned int data){

for (int i=0 ; i<8 ; i++){

DATA_595 = (data >> i) & 0x01;

clock();

}

strobe(); // Data finally submitted

}

在此函數中，我們接受 8 位數據并使用兩個按位運算符左移和AND運算符發送每個位。我們首先逐個移動數據，并使用帶有 0x01 的 AND 運算符找出確切的位是 0 還是 1。每個數據都由時鐘脈沖存儲，最終數據輸出使用鎖存器或選通脈沖完成。在此過程中，數據輸出將首先是MSB（最高有效位）。

在主函數中，我們提交了二進制文件，并逐個將輸出引腳調高。

system_init(); // System getting ready

while(1){

data_submit(0b00000000);

__delay_ms(200);

data_submit(0b10000000);

__delay_ms(200);

data_submit(0b01000000);

__delay_ms(200);

data_submit(0b00100000);

__delay_ms(200);

data_submit(0b00010000);

__delay_ms(200);

data_submit(0b00001000);

__delay_ms(200);

data_submit(0b00000100);

__delay_ms(200);

data_submit(0b00000010);

__delay_ms(200);

data_submit(0b00000001);

__delay_ms(200);

data_submit(0xFF);

__delay_ms(200);

}

return;

}

這就是移位寄存器可用于在任何微控制器中獲得更多空閑I/O引腳以連接更多傳感器的方式。