步驟1：制作該項(xiàng)目所需的條件

硬件：

4個(gè)74HC595移位寄存器

4個(gè)16引腳DIP IC插座

16個(gè)1N4001二極管

1個(gè)40Pin接頭連接器2.54mm

2個(gè)10K電阻

1330電阻

1個(gè)5mm LED

一個(gè)PCB，您可以從easyEDA訂購不到5美元的軟件

該軟件：

Arduino IDE

MegaDAS_IOExtension庫

步驟2：關(guān)于主要組件（74HC595）

硬件部分它非常簡單，并且基于74HC595移位寄存器，因此是一種簡便且經(jīng)濟(jì)的方法，可以增加開發(fā)板上的數(shù)字I/O引腳數(shù)量。這種集成電路本質(zhì)上是數(shù)字的，就像Arduino上的數(shù)字引腳一樣，這意味著它們只能讀取或?qū)懭敫呋虻瓦壿嬰娖剑粦?yīng)將其用于從模擬傳感器或電位計(jì)讀取數(shù)據(jù)。

我們可以找到許多基于這種移位寄存器的硬件和電路，例如Adafruit電機(jī)護(hù)罩，7段模塊。該電路的使用非常方便，并且是多路復(fù)用的一種很好的動(dòng)手方法，它是一種有效的技術(shù)，用于控制連接在一起的許多組件。

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那么如何使用74HC595！

該電路提供了三個(gè)接口引腳，分別是SHIFT_CLOCK（SH_CP），LATCH_CLOCK（ST_CP）和數(shù)據(jù)引腳（DS）。

第一步是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)寄存器中，為此，我們需要將鎖存器引腳設(shè)置為LOW以禁用輸出，這樣當(dāng)我們向74HC595發(fā)送新數(shù)據(jù)時(shí)，輸出引腳將保持不變。

下一步是通過對(duì)時(shí)鐘引腳施加脈沖并從數(shù)據(jù)引腳發(fā)送新數(shù)據(jù)的每個(gè)字節(jié)，逐位串行發(fā)送數(shù)據(jù)。

最后一步是將閂鎖引腳設(shè)置為高電平。這樣，寄存器將更新（并行輸出）。

您可以在其數(shù)據(jù)表中找到有關(guān)該集成電路的更多詳細(xì)信息。

我只是在解釋如何移位寄存器可以工作，但是，我們將不做所有這些工作，因?yàn)槲覀儗⑹褂肁rduino SPI庫來控制整個(gè)過程，并且不要忘記您將擁有一個(gè)庫來控制模塊，而這只是有關(guān)移位寄存器的最后信息它具有8個(gè)并行輸出（Q0-Q7）和一個(gè)串行輸出（Q7‘）以進(jìn)行級(jí)聯(lián)。

步驟3：硬件設(shè)計(jì)（電路）

IOExtension模塊基于四個(gè)移位寄存器（74HC595），可提供16個(gè)數(shù)字輸入和16個(gè)數(shù)字輸出，您只需在開發(fā)板上使用四個(gè)引腳即可控制模塊，另外還需要Vcc和Gnd引腳

為了具有32個(gè)I/O引腳，我們將使用四個(gè)移位寄存器（74HC595），如圖所示C。四個(gè)寄存器應(yīng)具有同步的數(shù)據(jù)并同時(shí)更新所有輸出和輸入，這就是為什么我們應(yīng)該將所有LATCH_CLOCK引腳以及所有SHIFT_CLOCK都連接在一起，但是第一個(gè)寄存器的Data引腳將連接到的原因您的Arduino開發(fā)板和其余寄存器將通過串行輸出（Q7’）相互連接，這意味著將第一個(gè)移位寄存器的串行輸出連接至下一個(gè)移位寄存器的數(shù)據(jù)引腳，依此類推。

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但是什么是easyEDA！

這是一個(gè)免費(fèi)的在線電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化社區(qū)，允許創(chuàng)建，測試和編輯

在此處查找指向easyEDA平臺(tái)的鏈接。

此在線程序在所有平臺(tái)（甚至是android）上均受支持，借助easyEDA，您可以為文檔制作Schematic Capture，電路仿真，在線PCB設(shè)計(jì)，可導(dǎo)入PCB和原理圖文件，因此從這一點(diǎn)上我們可以理解，我們可以在此在線設(shè)計(jì)器中創(chuàng)建PCB，也可以僅使用其他軟件來制造PCB，然后將gerber文件上傳到easyEDA進(jìn)行訂購。

協(xié)同設(shè)計(jì)是最好的easyEDA的一部分，您可以使用公共或私人訪問權(quán)限輕松協(xié)作并就設(shè)計(jì)發(fā)表評(píng)論。社區(qū)提供了完善的云開發(fā)，但這還不是全部，我們?nèi)匀粨碛羞@個(gè)出色的Google chrome擴(kuò)展，可以讓您隨時(shí)了解所有聊天伙伴和合作伙伴的活動(dòng)。

登錄后，開始一個(gè)新項(xiàng)目給它起個(gè)名字并選擇其隱私權(quán)，別忘了簡短的描述對(duì)您的合作伙伴總有好處，然后自動(dòng)協(xié)助將指導(dǎo)您從選項(xiàng)和工具入手。在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將使電路如圖所示。 easyEDA庫中有一些不可用的組件，例如74hc595移位寄存器，因此您應(yīng)該在其他公共項(xiàng)目中進(jìn)行搜索，只需寫下標(biāo)簽并單擊搜索，當(dāng)找到它時(shí)，選擇它，然后將其放在空白表中即可，但是您需要封裝表示形式以完成PCB設(shè)計(jì)，因此請(qǐng)單擊封裝的空白區(qū)域并進(jìn)行更新。

完成原理圖后，您可以為文檔下載漂亮的PDF或圖像。關(guān)于PCB，單擊“將項(xiàng)目轉(zhuǎn)換為PCB”，您將獲得適合您的電路的PCB，我在這個(gè)平臺(tái)上真正喜歡的是它可以為您提供所需的組件，因此可以按您希望的方式放置它們。 easyEDA解決了手動(dòng)路由的問題，使您只需單擊一下即可制作自動(dòng)路由器。

完成任務(wù)后，您可以添加一些選項(xiàng)，例如圖像以改善外觀，并添加一些指示器標(biāo)簽，然后如果要為PCB下訂單，請(qǐng)單擊制造輸出按鈕。我們的模塊每5張圖片不到30美元，這是一個(gè)不錯(cuò)的購買價(jià)格。

PCB收到很好

僅僅6天，我就收到了訂單，給我留下了深刻的印象

第4步：軟件（庫）

IOGA擴(kuò)展庫是由MEGA DAS社區(qū)開發(fā)的，目的是促進(jìn)使用同一社區(qū)制造的數(shù)字?jǐn)U展模塊（基于74HC595換檔注冊人）。

這是一個(gè)Github鏈接，用于下載該庫。

此庫包含所有必需的API，可以肯定地將這些庫添加到您的libreries目錄中，然后將它們用Arduino IDE編寫的代碼中使用。 。該軟件包還包含示例文件，您可以在其中找到一些基本示例來演示如何將模塊連接到開發(fā)板上以及如何利用API（例如DigitalRead和DigitalWrite示例），這些API表現(xiàn)出與Arduino digitalRead和digitalWrite API相同的行為。/p》

DigitalRead示例：

#include//包含MegaDAS_IOExtension頭文件

const int SH_CP = 13;//13或ICSP-3（適用于Arduino Uno，Nano，Leonardo和101）52或//ICSP-3（適用于Arduino Mega2560和Mega1280）

const int DS = 11;//11或ICSP-4（適用于Arduino Uno，Nano，Leonardo和101）51或//ICSP-4（適用于Arduino Mega2560和Mega1280）

const int ST_CP = 3;

const int IN_P = 4;

const int LED = 13;

IOExtension myExt（SH_CP，DS，ST_CP，IN_P）;//創(chuàng)建實(shí)例并命名為您想要的任何名稱（在此示例中，實(shí)例為myExt）

void setup（）{

pinMode（LED，OUTPUT）;//將LED引腳配置為輸出引腳

}

void loop（）{

if（myExt.DigitalRead（1）== HIGH）//讀取擴(kuò)展模塊digitalWrite（LED，HIGH）的第一個(gè)輸入引腳//如果擴(kuò)展輸入為HIGH

else

digitalWrite（LED，LOW），則將LED輸出設(shè)置為HIGH；//如果擴(kuò)展輸入為低，則將LED輸出設(shè)置為低

}

DigitalWrite示例：

#include//包含MegaDAS_IOExtension頭文件

const int SH_CP = 13;//13或ICSP-3（適用于Arduino Uno，Nano，Leonardo和101）52或//ICSP-3（適用于Arduino Mega2560和Mega1280）

const int DS = 11;//11或ICSP-4（用于Arduino Uno，Nano，Leonardo和101）51或

//ICSP-4（用于Arduino Mega2560和Mega1280）

const int ST_CP = 3;

const int IN_P = 4;

const int LED = 2;

IOExtension myExt（SH_CP，DS，ST_CP，IN_P）;//創(chuàng)建實(shí)例并命名為所需名稱（在此示例中，實(shí)例為myExt）

void setup（）{pinMode（LED，OUTPUT）;//將LED引腳配置為輸出引腳}

void loop（）{

myExt.DigitalWrite（LED，HIGH）;//將第五個(gè)擴(kuò)展模塊引腳設(shè)置為HIGH

digitalWrite（LED，HIGH）;//將第五個(gè)Arduino板引腳設(shè)置為HIGH

delay（1000）;

myExt.DigitalWrite（LED，LOW）;//將第五個(gè)擴(kuò)展模塊引腳設(shè)置為HIGH

digitalWrite（LED，LOW）;//將第五個(gè)Arduino板引腳設(shè)置為HIGH

delay（1000）;

}

我們試圖確保您不會(huì)發(fā)現(xiàn)任何編碼錯(cuò)誤經(jīng)過大量示例和不同用途組合測試后，由該庫引起的。

該庫允許用戶編寫最少的代碼來控制所有輸入和輸出，因此僅使用兩個(gè)簡單的指令（例如DigitalRead（Pinx）或DigitalWrite（Pinx，value））就可以直接使模塊運(yùn)行并以肯定的方式確定MEGA DAS社區(qū)創(chuàng)建了這個(gè)Arduino庫，以通過一些示例來解釋該模塊的使用。

步驟5：進(jìn)行一些測試

按照上面的說明，我們得到了令人滿意的結(jié)果，我們可以在沒有任何問題的情況下使用新的GPIO引腳。