今天，我將嘗試教您一些有關(guān)移位寄存器的知識。這些是Arduino編程中相當(dāng)重要的部分，基本上是因為它們擴(kuò)展了您可以使用的輸出數(shù)量，以換取3個控制引腳。您還可以將菊花鏈移位寄存器在一起以獲取更多的輸出。

這與以前的教程相比有很大的困難，我強(qiáng)烈建議您對以前的材料有個很好的了解。 （本文末尾的鏈接），以及了解我上次編寫的二進(jìn)制的基本知識。

什么是移位寄存器？

技術(shù)上是輸出移位寄存器換句話說，串行接收數(shù)據(jù)并并行輸出。實(shí)際上，這意味著我們可以快速向芯片發(fā)送一堆輸出命令，告訴它激活，然后將輸出發(fā)送到相關(guān)的引腳。無需遍歷每個引腳，我們只需一次將所需的輸出作為單個字節(jié)或更多信息發(fā)送到所有引腳。

如果可以幫助您理解，您可以考慮一下移位寄存器作為數(shù)字輸出的“數(shù)組”，但是我們可以跳過常規(guī)的digitalWrite命令，而只需發(fā)送一系列位以將其打開或關(guān)閉即可。

它如何工作？

我們將使用的移位寄存器-Oomlout入門套件中包含的74HC595N-僅需要3個控制引腳。第一個是時鐘-您無需擔(dān)心太多，因為Arduino串行庫對其進(jìn)行了控制-但時鐘基本上只是一個開/關(guān)電脈沖，用于設(shè)置數(shù)據(jù)信號的速度。

鎖存器引腳用于告知移位寄存器何時應(yīng)根據(jù)我們剛發(fā)送的位打開或關(guān)閉輸出，即將它們鎖存到位。

最后，數(shù)據(jù)引腳位于此處我們用位發(fā)送了實(shí)際的串行數(shù)據(jù)，以確定移位寄存器輸出的開/關(guān)狀態(tài)。

整個過程可以用4個步驟來描述：

設(shè)置移位寄存器上第一個輸出引腳的數(shù)據(jù)引腳為高電平或低電平。

脈沖時鐘以將數(shù)據(jù)“移位”到寄存器。

繼續(xù)設(shè)置數(shù)據(jù)并向脈沖輸出脈沖。時鐘，直到為所有輸出引腳設(shè)置了所需的狀態(tài)為止。

對閂鎖引腳進(jìn)行脈沖以激活輸出序列。

實(shí)現(xiàn)

您需要此產(chǎn)品的以下組件oject：

7HC595N移位寄存器芯片

8個LED和適當(dāng)?shù)?a target="_blank">電阻，或者您想要輸出到任何東西的

通常的面包板，連接器和基本的Arduino

如果您有Oomlout入門套件，則可以從此處下載面包板布局。

以下是匯編視頻：

電路板布局：

和我的組裝版本：

I已修改了Ooolmout提供的原始代碼，但如果您想嘗試使用該代碼，則可以在此處完整下載。包括了代碼的說明，因此，請從下面復(fù)制或粘貼整個內(nèi)容，或使用pastebin讀取代碼的說明。

/* ---------------------------------------------------------

* | Shift Register Tutorial， based on |

* | Arduino Experimentation Kit CIRC-05 |

* | 。： 8 More LEDs ：。 （74HC595 Shift Register） |

* ---------------------------------------------------------

* | Modified by James @ MakeUseOf.com |

* ---------------------------------------------------------

*/

//Pin Definitions

// 7HC595N has three pins

int data = 2; // where we send the bits to control outputs

int clock = 3; // keeps the data in sync

int latch = 4; // tells the shift register when to activate the output sequence

void setup（）

{

// set the three control pins to output

pinMode（data， OUTPUT）;

pinMode（clock， OUTPUT）;

pinMode（latch， OUTPUT）;

Serial.begin（9600）; // so we can send debug messages to serial monitor

}

void loop（）{

outputBytes（）; // our basic output which writes 8-bits to show how a shift register works.

//outputIntegers（）; // sends an integer value as data instead of bytes， effectively counting in binary.

}

void outputIntegers（）{

for （int i=0;i《256;i++）{

digitalWrite（latch， LOW）;

Serial.println（i）; // Debug， sending output to the serial monitor

shiftOut（data， clock， MSBFIRST， i）;

digitalWrite（latch， HIGH）;

delay（100）;

}

}

void outputBytes（）{

/* Bytes， or 8-bits， are represented by a B followed by 8 0 or 1s.

In this instance， consider this to be like an array that we‘ll use to control

the 8 LEDs. Here I’ve started the byte value as 00000001

*/

byte dataValues = B00000001; // change this to adjust the starting pattern

/* In the for loop， we begin by pulling the latch low，

using the shiftOut Arduino function to talk to the shift register，

sending it our byte of dataValues representing the state of the LEDs

then pull the latch high to lock those into place.

Finally， we shift the bits one place to the left， meaning the next iteration

will turn on the next LED in the series.

To see the exact binary value being sent， check the serial monitor.

*/

for （int i=0;i《8;i++）{

digitalWrite（latch， LOW）;

Serial.println（dataValues， BIN）; // Debug， sending output to the serial monitor

shiftOut（data， clock， MSBFIRST， dataValues）;

digitalWrite（latch， HIGH）;

dataValues = dataValues 《《 1; // Shift the bits one place to the left - change to 》》 to adjust direction

delay（100）;

}

}

位移位（OutputBytes函數(shù)）

在第一個循環(huán)示例– outputBytes（）–代碼使用8位序列（一個字節(jié)），然后在for循環(huán)的每次迭代中向左移。重要的是要注意，如果您進(jìn)行的移位超出了可能，則只會丟失該位。

使用《《或》》加上要移位的位數(shù)來完成移位。/p》

查看以下示例，并確保您了解發(fā)生了什么：

byte val = B00011010

val = val 《《 3 // B11010000

val = val 《《 2 // B01000000， we lost those other bits！

val = val 》》 5 // B00000010

發(fā)送整數(shù)而不是（OutputIntegers函數(shù)）

數(shù)字到移位寄存器而不是字節(jié)，它將簡單地將數(shù)字轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制字節(jié)序列。在此函數(shù)中（取消注釋并上載以查看效果），我們有一個for循環(huán)，其計數(shù)范圍是0-255（可以用一個字節(jié)表示的最大整數(shù)），然后發(fā)送該循環(huán)。它基本上是二進(jìn)制的，因此除非您的LED排成一排，否則該序列似乎有點(diǎn)隨機(jī)。

例如，如果您閱讀二進(jìn)制的說明文章，就會知道數(shù)字44將表示為00101100，因此LED 3、5、6將在序列中的該點(diǎn)點(diǎn)亮。

菊花鏈超過一個移位寄存器

移位寄存器的顯著之處在于，如果它們獲得的信息多于8位（或者其注冊表很大），它們將再次移出其他位。這意味著您可以將它們中的一系列連接在一起，推入一個較長的位鏈，然后將其分別分配到每個寄存器，而無需您進(jìn)行額外的編碼。

盡管我們不會在這里詳細(xì)說明過程或原理圖，如果您有多個移位寄存器，則可以從此處的Arduino官方網(wǎng)站嘗試該項目。

該系列中的其他文章：

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什么是Arduino入門工具包？它包含什么？

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Arduino Xmas樹燈項目（又是關(guān)于數(shù)組的學(xué)習(xí)）

什么是Binary？

到目前為止，我們將使用移位寄存器，我認(rèn)為我們涵蓋了很多。一如既往，我鼓勵您使用和調(diào)整代碼，并隨時詢問您在注釋中可能遇到的任何問題，甚至共享指向基于出色移位寄存器的項目的鏈接。
責(zé)任編輯：wv