シフトレジスタ(74HC595)の使い方という以前の記事において、汎用IOポートをソフトウエアで制御してシフトレジスタ(74HC595)を操作するというのは実験しました。
ですが、この方法ではプログラムサイズも大きくなり、動作速度も遅くなってしまうという問題があります。
そこで、今回はAVRに搭載されている周辺機能であるSPIを使い、ハードウエアでシリアルデータとクロックを送出するようにしてみたいと思います。
どれぐらいのコードサイズの削減、動作速度の向上が出来るかを実験してみます。
今回はシリアルデータをパラレル出力するためのICである、74HC595の使い方を説明します。
このICは最低3本の制御線で、8本の出力ができます。また、74HC595を直列に繋ぐことにより制御線はそのままに、一個追加するごとに8本の出力を増設できます。
用途はというとマイコンの出力端子が足りないときに増設するときに利用します。ただ、マイコンから直接出力するよりも時間がかかるので、速度の必要な用途には厳しいかもしれませんが、LEDへの出力など低速(内蔵IOポートに比べて)でも大丈夫な用途に利用できます。
さらに、74HC595は普通のシフトレジスタとは異なり、データの送信中は出力端子の状態を変えずに、全てのデータを送信し終わってから任意のタイミングで一気に出力ポートを変化させることができるようにラッチが内蔵されています。これにより、遅い動作で駆動させても出力端子の余計な変化は起こりません。
今回はAVRのATtiny2313から74HC595を通して３本の制御線で８個のLEDを点灯させてみることにします。
2010年3月4日追記：
ATmega等のSPI機能がついたAVRを利用する場合はSPI機能を利用することをおすすめします。SPIをつかったシフトレジスタの操作はこちら。SPIを使うことにより、シフトレジスタへの送信がハードウエアで行われ倍近くの動作速度が期待できます。しかし、動作原理を知るには以下のようにポートを直接操作するプログラムのほうがわかりやすいので、こちらも読んでいただくことをおすすめします。
シフトレジスタ(74HC595)の実験
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