本文討論了在 LED 設(shè)計(jì)中采用移位寄存器來減小尺寸和減少材料成本的解決方案。在使用 LED 的設(shè)計(jì)中，移位寄存器非常有用。例如，如果系統(tǒng)包括七段顯示器、單個(gè)指示器或形成網(wǎng)格或面板的 LED 陣列，則可以使用標(biāo)準(zhǔn) 8 位移位寄存器來允許低引腳數(shù)微控制器驅(qū)動多個(gè)LED。圖 1 給出了一個(gè)示例。具有串行輸入和串行或并行輸出的單個(gè) 5V 74HC595 移位寄存器為微控制器提供 I/O 擴(kuò)展。串行數(shù)據(jù)應(yīng)用于 74HC595 的串行輸入，并通過輸入時(shí)鐘計(jì)時(shí)。加載 74HC595 后，輸出時(shí)鐘將數(shù)據(jù)應(yīng)用到存儲寄存器以及并行和串行輸出。外部驅(qū)動器，由 74HC595 控制，
       圖1 驅(qū)動多個(gè)LED的8位74HC595移位寄存器
    使用 74HC595 進(jìn)行 I/O 擴(kuò)展意味著只需要三個(gè) MCU 控制引腳即可驅(qū)動多達(dá) 8 個(gè) LED。減少控制引腳的數(shù)量可以使用引腳數(shù)更少的 MCU，從而實(shí)現(xiàn)更小、更具成本效益的設(shè)計(jì)。此外，由于 74HC595 包含串行輸出，因此可以將多個(gè)器件級聯(lián)在一起。圖 2 給出了布局。
       圖 2 級聯(lián) 74HC595 器件以驅(qū)動更多 LED
    現(xiàn)在，通過級聯(lián)，微控制器上相同的三個(gè)引腳可用于控制多達(dá) 16 或 24 個(gè) LED，而不是僅僅 8 個(gè)。級聯(lián)移位寄存器的能力可以減少設(shè)計(jì)中所需的微控制器總數(shù)，這也有助于降低成本和減小尺寸。在某些情況下，像 74HC595 這樣的 5V、8 位寄存器可用于直接驅(qū)動 LED。當(dāng) LED 的電壓和正向電流相對較低時(shí)，這種方法效果最佳。工作電壓高于 6V 或需要超過 20mA 的正向電流的 LED 通常需要外部驅(qū)動器。
    開漏輸出
    將開漏輸出添加到移位寄存器可創(chuàng)建一個(gè)單芯片解決方案，無需外部驅(qū)動器。這可以顯著減少物料清單，因?yàn)橐莆患拇嫫鞯拿總€(gè)輸出都可以直接驅(qū)動 LED。圖 3 給出了此類器件（NXP 的 NPIC6C596A LED 驅(qū)動器）的輸出原理圖，該器件將類似于 74HC595 的移位寄存器功能與高壓 (HV) MOSFET 驅(qū)動器結(jié)合在一起。
       圖3 具有開漏輸出的移位寄存器的輸出原理圖
    圖 4 顯示了用來代替 74HC595 的 NPIC6C596A。
    圖 4 具有開漏輸出的移位寄存器的輸出原理圖
    用 NPIC6C596A 替換 74HC595 消除了對外部驅(qū)動器的需求，從而創(chuàng)建了更緊湊且材料成本更低的設(shè)計(jì)。NPIC6C 器件具有可承受 33 V 電壓的開漏輸出。每個(gè)輸出設(shè)計(jì)為可吸收 100 mA 電流，并且對接地電流沒有限制。所有輸出均可同時(shí)主動吸收 100 mA 電流。輸出包括限流電路，該電路將可吸收電流的最大值設(shè)置為 250 mA，并且每個(gè)輸出還包括熱保護(hù)。擁有這些保護(hù)意味著 NPIC6C596A 器件可用于驅(qū)動比 74HC595 更廣泛的 LED，包括在更高電壓和更高正向電流下工作的 LED。