Quais são as diferenças entre os ICs dos registradores de turnos?

Estou aprendendo Arduino e uma coisa que chamou minha atenção foi o uso de Registros de Mudança para expandir o número de pinos digitais.

Eu já vi muitos tutoriais que usam o Shift Register 74HC595, mas minha loja local não vende esse Shift Register exato, mas vende muitos outros, como:

74HC166
CD4015
74HC165
74HC164
CD4014
74HC595 SMD

Todos eles parecem ser registros de turno de 8 bits.

Quero usá-los para acender alguns LEDs usando um Arduino. Eu imagino que eles tenham objetivos muito específicos, mas, acima de tudo, eu poderia usar algum deles no meu projeto?

Qual é a principal diferença entre esses registros de deslocamento?

A maneira mais fácil de responder a uma pergunta como essa é examinar as planilhas de dados dos componentes:

• O CD4015 faz parte da linha de chips mais antiga da série 4000. Quando foram introduzidos, eles eram CMOS, enquanto 7400 chips eram TTL, embora atualmente os chips do tipo 74HC também sejam CMOS. Eles ainda vêem algum uso porque trabalham com uma faixa de tensão maior que os chips 74HC (até 15V, versus 7V no máximo para 74HC ou 5,5V para 74LS). Eles também são um pouco mais lentos (máximo de 3 MHz a 5V, versus 25 MHz no 74HC595).

• O CD4014 possui especificações semelhantes às do 4015, mas, em vez de possuir pinos que permitem a retirada de todos os valores que foram alterados de uma só vez, permite inserir vários valores de uma só vez e depois retirá-los um de cada vez. Portanto, o CD4015 é como um conversor serial para paralelo, mas este é um conversor paralelo para serial.

• O 74HC166 é uma saída serial paralela como o CD4014, mas está na faixa 74HC, portanto, possui uma faixa de tensão menor e uma resposta mais rápida dessa faixa.

• O 74HC165 permite entrada paralela e serial e saída serial. Ele também fornece uma saída invertida e não invertida.

• O 74HC164 é de entrada e saída paralela, como o CD4015, mas a série 74HC é de tensão mais rápida e mais baixa.

• 74HC595 (ou mais exatamente, SN74HC595J) e 74HC595-SMD (que pode ser um número de diferentes variações menores) são o mesmo componente em pacotes diferentes. O primeiro é um pacote "DIP" tradicional, que provavelmente é o que você deseja se estiver trabalhando em placas de ensaio, painéis de placas ou protótipos perfurados. O posterior é um pacote de montagem em superfície (provavelmente SOIC), que é menor e mais fácil de soldar a uma PCB, mas pode ser um pouco trabalhoso para a prototipagem. São entradas paralelas de entrada serial, mas também possuem um conjunto separado de registros nos quais os dados que estão sendo inseridos podem ser copiados. Isso significa que suas saídas paralelas podem ser alteradas simultaneamente, em vez de ter dados inválidos enquanto os novos dados estão sendo transferidos.

Alguns outros chips que você pode querer dar uma olhada:

• Conforme mencionado por @supercat nos comentários, o CD4094 é útil quando você precisa controlar mais de 8 linhas de saída, pois facilita a cascata da saída de um chip para o próximo. O 74HC4094 é um chip com o mesmo comportamento e layout de pinos, mas usando as voltagens 74HC e velocidades mais rápidas.
• O TLC6C5912 é um chip serial de 12 canais paralelo que foi projetado especificamente para acionar LEDs e pode lidar com LEDs com tensões e correntes muito maiores do que as anteriores.
• O TLC5911 é um monstro de chip, mas controla 16 LEDs e possui um driver de corrente constante para cada um que pode ser controlado individualmente em um dos 128 níveis, ou seja, você pode usá-lo para escurecer cada LED individualmente, deslocando 7 bits de informações de brilho para cada um em vez de apenas um bit de ligar / desligar. Útil para sinais que exibem imagens / vídeos.

Para adicionar à resposta de schadjo:

Os dois mais usados ​​para o Arduino (mas não apenas) são 74HC165 e 74HC595 .

O 74HC165 pode ser usado para conectar até 8 entradas (por exemplo, comutadores) a apenas alguns GPIOs.

O 74HC595 pode ser usado para conectar até 8 saídas (por exemplo, LEDs) a apenas alguns GPIOs.

Para um recém-chegado, a principal distinção nos registros de turnos é provavelmente a entrada paralela / saída serial (PISO) e a entrada serial / saída paralela (SIPO).

Como os nomes sugerem, um PISO capta, digamos, um sinal de 8 bits de largura e permite que você altere esses bits individualmente, um de cada vez (em série) com pulsos de clock único.

Um SIPO permite alternar cada um dos bits sequencialmente e, em seguida, ter todos, digamos, 8 desses bits presentes em 8 pinos de saída simultaneamente, ou seja, em paralelo.

74HC595 (thruhole ou SMD) tem limite de 70mA nos pinos Vcc e Gnd, portanto, você deve selecionar resistores de limite de corrente que permitam 8-9 mA. (8 saídas x 9mA = 72mA).

Para selecionar um resistor: (5V - Vf) /. 008 = resistor, com Vf a voltagem direta do LED (exemplo, ~ 2,5V para um LED vermelho típico, alguns verdes e amarelos, e geralmente um pouco mais alto para outras cores como azul) branco).

(5V - 2.5V) /. 008A = 312,5 ohm, então 300 ou 330 ohm serão ótimos. 270 também seria bom, por 9,25mA. 1K reduziria um pouco o brilho, mas ainda assim seria bastante brilhante. 8mA pode ser bastante brilhante com um LED moderno de alta eficiência.

Se você precisar de mais corrente, o TPIC6B595 e o TPIC6C595 são controlados da mesma maneira que o 74HC595 - com relógio, dados e trava - mas pode afundar 150ma e 100mA por pino de saída (alterne em 1, que liga a saída, ele baixa) dissipar a corrente de 5V através do LED e seu resistor (contra corrente de fornecimento através do LED / resistor para Gnd).

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Além de todas as outras respostas finas, o mapa de pinos do IC certamente pode diferir entre diferentes ICs. Você não pode simplesmente conectar um fio aos mesmos pinos que usaria para outro Shift Register e esperar que funcione. Se você combinar a funcionalidade de pinos, há uma chance muito melhor, embora a funcionalidade de pinos também não seja a mesma em chips diferentes.