74HC595を使ってArduinoの出力ピンを拡張する方法(2)

この章では、Arduinoに74HC595を接続して出力ピンを拡張する場合に、どの様に配線すればいいかを説明します。

3-1.74HC595のピンの名称とピン配置

この節では、DIPパッケージの74HC595について、ピンの名称とピン配置を説明します。

注:DIPパッケージ以外の74HC595では、ピン数やピン配置が、このページの説明と異なる事があります。

74HC595のピン配置を図11に示します。この図のピン名称は、Texas Instruments製のSN74HC595のデータシートに従っています。

↑ 画像をクリックすると拡大

図11、74HC595のピン名称とピン配置

注:厳密には、図11でQA～AHと書かれているピンの名称は、SN74HC595のデータシート上ではQ_A～Q_Hとなっており、同様に図11でQH'と書かれているピンの名称は、SN74HC595のデータシート上ではQ_H'となっています。この記事では、下付き文字を避けるために、QA～QHおよびQH'のピン名称を用います。

74HC595をはじめとする74HCシリーズの汎用ロジックICは、Texas Instrumentsが開発し、各社がセカンドソース品を販売しています。Texas Instruments製のICも、セカンドソース品のICも、機能的には同じですが、メーカーによっては、ピンにTexas Instrumentsと異なる名前を付けている場合があります。

表1に、代表的なメーカーの74HC595のピン名称を示します。(下付き文字を含むピン名称は、全て普通の文字に置き換えています)

表1、各社の74HC595のピン名称
メーカー	Texas Instruments	Nexperia	ON Semiconductor	ON Semiconductor	STMicroelectronics	東芝デバイス&ストレージ	Diodes Incorporated
型番	SN74HC595、CD74HC595	74HC595	MM74HC595	MC74HC595A	M74HC595	TC74HC595AP、TC74HC595AF、74HC595D	74HC595
1番ピン	QB	Q1	QB	QB	QB	QB	Q1
2番ピン	QC	Q2	QC	QC	QC	QC	Q2
3番ピン	QD	Q3	QD	QD	QD	QD	Q3
4番ピン	QE	Q4	QE	QE	QE	QE	Q4
5番ピン	QF	Q5	QF	QF	QF	QF	Q5
6番ピン	QG	Q6	QG	QG	QG	QG	Q6
7番ピン	QH	Q7	QH	QH	QH	QH	Q7
8番ピン	GND	GND	GND	GND	GND	GND	GND
9番ピン	QH'	Q7S	Q'H	SQH	QH'	QH'	Q7S
10番ピン	SRCLR	MR	SCLR	RESET	SCLR	SCLR	MR
11番ピン	SRCLK	SHCP	SCK	SHIFT CLOCK	SCK	SCK	SHCP
12番ピン	RCLK	STCP	RCK	LATCH CLOCK	RCK	RCK	STCP
13番ピン	OE	OE	G	OUTPUT ENABLE	G	G	OE
14番ピン	SER	DS	SER	A	SI	SI	DS
15番ピン	QA	Q0	QA	QA	QA	QA	Q0
16番ピン	VCC	VCC	VCC	VCC	VCC	VCC	VCC

この表で太字で示したピン名称は、Texas Instruments社が使っているのとは違うピン名称です。この記事は、全てTexas Instruments社が使っているピン名称を使って書いていますので、ご注意ください。

3-2.Arduinoに1つの74HC595を接続する場合の配線

Arduinoに1つの74HC595を接続する場合の配線図(回路図)を、図12に示します。

↑ 画像をクリックすると拡大

図12、Arduinoに1つの74HC595を接続する場合の配線図

74HC595の各ピンには、青色でピン番号を書き込んであります。

74HC595のQH'ピン(9番ピン)の×印は、どこにも接続しない事を示しています。

この図では、Arduinoの5V端子を74HC595のVCCピンに接続していますが、これはArduino Uno等の5V系Arduinoを使う場合だけです。Arduino Due等の3.3V系Arduinoを使う場合は、Arduionoの3.3V端子を74HC595のVCC端子に接続します。

74HC595のVCC端子とGND端子の間には、電源電圧を安定させて74HC595が誤作動しない様にするためのパスコンを接続してください。この図では0.1μFのパスコンを使っていますが、おおむね0.01μF～0.1μFの範囲内ならOKです。パスコンには高周波特性の良い積層セラミックコンデンサまたはディスクセラミックコンデンサを使ってください。電解コンデンサ等の高周波特性の悪いコンデンサでは、パスコンの役割を果たせません。

74HC595のSRCLR端子は、シフトレジスタの非同期クリア用の端子です。Arduinoの出力ピンの拡張には非同期クリア機能を使わないため、SRCLR端子をVCCに接続して、同機能を無効化します。

またOE端子は、出力ピンの3ステート制御用のピンです。Arduinoの出力ピンの拡張には3ステート制御は必ずしも必要ありませんので、OE端子をGNDに接続して、同機能を無効化します。

SER、SRCLK、RCLKの各端子の制御のために、ArduinoのI/Oピンを合計3ピン使います。digitalWrite関数でデジタル出力できるI/Oピンなら何でも構いませんので、他の用途に使用していない、余ったI/Oピンを使ってください。Arduino Unoの場合、0番～13番ピン、およびA0～A5ピンのいずれでも構いません。一部のArduinoではアナログ入力専用ピンやアナログ出力専用ピンがありますので、注意が必要です。

3-3.Arduinoに複数の74HC595を接続する場合の配線

Arduinoに複数の74HC595を接続する場合の配線図を、図13に示します。