使用库来管理和控制级联中的移位寄存器

描述

一门包含六个教程的课程，介绍如何使用库来管理和控制级联中的单个或多个移位寄存器，或同时进行多个移位寄存器排列。ez_SIPO8_lib

在我们开始之前

提醒一句：

这些教程和用户指南仅限于 SIPO8 库功能的使用和实施，它们不包括有关 SIPO 输出连接到标准 LED 以外的组件（例如继电器或其他组件）的注意事项 - 此处需要注意匹配所使用的特定 SIPO IC、它们要连接的组件以及可能超出所连接微控制器的总体功率要求。

互联网提供了大量涵盖上述内容的材料，建议读者在使用 LED 进行任何简单项目之前先围绕这些问题做一些研究。

虽然这些教程中引用的示例草图是为 Arduino 微控制器配置的，但它们也同样适用于 ESP 32 板。

如果您希望浏览ez_SIPO8_libProject Hub 上的库文章，请点击此链接。

介绍

本文介绍了一系列包含六个教程的教程，这些教程介绍了ez_SIPO8_lib 用于管理和控制移位寄存器或串行输入/并行输出 (SIPO) IC 的库的功能。图书馆设计和应用的概念不同于现有的资源和方法，因为它将为以下方面提供支持：

• 许多并发的 SIPO IC，理论上最多 255

• 以级联形式（即菊花链）的单连接或多连接 SIPO IC

• SIPO 级联可以包括任意数量的串联 SIPO IC

• SIPO（单个或级联）可以定义为一个或多个离散且可单独寻址的“库”

• 银行的规模可能不同（单个 SIPO 或级联）

• 可以独立定义、处理和操作任意数量的不同规模的银行

• 每个银行都通过自己的 3 线接口连接到微控制器

那么，如果您需要使用一个或多个 SIPO IC，那么也许ez_SIPO8_lib 对您有用？如果您想访问原始ez_SIPO8_lib 文章，请点击此链接：ez_SIPO8_lib 文章。

通过遵循和学习教程，您将更全面地了解和欣赏图书馆的潜力。

提供了六个教程，每个教程都建立在下一个教程之上，它们是：

教程 1 - 绝对寻址

通过将单个 SIPO IC 视为虚拟和单独映射的 SIPO 端口的连续阵列，引入 SIPO 输出的绝对寻址。

教程 2 - 相对寻址

使用单个 SIPO IC 引入 SIPO 输出的相对寻址。在这种情况下，寻址是相对的，因为它被认为是相对于所讨论的“银行”而不是一个完整的数组。

教程 3 - 使用定时器

涵盖使用 SIPO8 库定时器功能的原理，同样使用单个 SIPO IC。定时器作为库资源的一部分提供，因为它通常有助于将定时间隔应用于更新输出，例如闪烁 LED、打开/关闭继电器等。库允许设计人员在库中创建任意数量的定时器类实例化，每个都可以通过自己唯一的计时器 ID 寻址。

教程 4 - 级联 SIPO

本教程将指导读者创建两个 SIPO IC 作为单个组作为级联。然后，所涵盖的原则允许通过 SIPO IC 的直接扩展来创建任何规模的 SIPO 库，而对驱动软件草图的更改很小。

教程 5 - 库交错

本教程着眼于库交错的特性，其中可以将任意数量的相同大小的 SIPO 库映射到相同的3 线数字接口，根据需要使库“发挥作用”。请注意，这与正常的连接方式相反，但确实为设计者引入了新的可能性。

教程 6 - 问答

最后，本教程提供了有关“我如何……”、“我如何……”等具体问题的答案。

希望在教程结束时，您将获得足够的洞察力和实践来决定ez_SIPO8_lib 库的功能是否对您的项目有所帮助。

在我们开裂之前

但是，在我们开始之前，让我们先了解一些您在此过程中需要的概念、术语和指南。

起源- 这些教程基于之前一篇介绍该库的文章，ez_SIPO8_lib 其中包含有关该库各个方面的全面技术概述和详细信息，包括许多示例和教程。如果您还没有看过这篇文章，并且想要详细了解该库，那么一定要看看它。可以通过以下链接访问它：ez_SIPO8_lib 文章。您会在本文中找到完整用户指南和 Crib Sheet 的链接，以及更多有用的帮助。

术语：“ SIPO IC” ——在整个教程、代码和其他文档中，使用术语“SIPO IC”或“SIPO”而不是移位寄存器，但这些术语是同义词。

位编号- 库的寻址函数假定位编号遵循二进制符号的传统约定。也就是说，最低有效位出现在字节右侧的位 0。

术语：“数组” ——库将所有连接的 SIPO IC 称为数组，指的是从第一个 IC 的端口 0 到最后一个 IC 的最后一个端口是连续的，无论这些是如何配置的（“切碎” ) 存入银行（见下文）。数组位映射每个已连接和活动的 SIPO IC 的每个输出端口。

术语：“库” ——库是指一个或多个级联的 SIPO IC。例如，可以仅使用一个 SIPO IC 或级联在一起的多个 SIPO IC 创建一个库。一旦一个库是软件定义/创建的，代表该库输出端口的数组位图就会被激活。尽管通常情况下，bank 寻址总是相对于 bank 定义的 SIPO，但要注意的是，如果仅配置了一个SIPO IC bank，则无论大小如何，绝对地址和相对地址都是对齐的。

Concurrent & variable size banking——库的设计理念允许任何规模的banks同时独立配置和操作。此外，银行的规模也可能不同。例如，我们可以创建一个由一个 SIPO IC 组成的组，加上一个由三个级联 SIPO IC 组成的组，再加上一个由八个级联 SIPO IC 组成的组，等等。所有 bank 都可以一起存在，并且可以通过它们各自的 bank id（相对寻址）或作为一个完整且连续的数组（绝对寻址）来寻址。

让我们看另一个例子，这次是一个图解例子，说明ez_SIPO8_lib 库功能的灵活性，考虑以下设计图：

SIPO银行的混合社区

 

在这里，我们将 11 个 SIPO IC 配置为五个 3WI 上的五个组 - 见图。请注意绝对和相对地址范围。我们可以通过多种方式安排这 11 颗 SIPO IC；应选择适合设计需要的安排。

我们有完全的自由来解决这种安排，可以作为一个完整的连续输出端口阵列（从端口 0 到端口 87），也可以作为单独的输出端口组（请参阅上表以了解按组 ID 划分的相对地址范围）。

3 线接口- 每个组都需要一个 3 线接口 (3WI) 来连接到微控制器（数据、时钟和锁存器引脚）。然而，相同大小的组可以使用“交错”的概念共享相同的 3WI（参见教程 5 ）。

库文件- 您需要下载库文件才能运行教程。将库文件下载ez_SIPO8_lib到您的...Arduino/libraries/ 目录。

下载三个文件，分别是

• ez_SIPO8_lib.h,

• ez_SIPO8_lib.cpp和

• keywords.txt

（这些包含在本文中，请参阅代码部分，但也可以通过 Arduino IDE 库管理器下载）。

库声明和实例化- 每个教程草图示例的库声明及其实例化在很大程度上是相同的，区别仅在于教程调用的 SIPO IC 和计时器的数量。以下示例取自教程 1 -

库声明：

#include 

库类的实例化：

...
#define max_SIPOs  1  // one 1 SIPO for this tutorial
#define max_timers 0  // no timers required
// initiate the class for max SIPOs/timers required
SIPO8 my_SIPOs(max_SIPOs, max_timers);
...

我们实例化库类，将其命名为“ my_SIPOs”，用于定义我们需要的 SIPO IC 和计时器的数量。对于这个例子，我们将只使用一个 SIPO IC 而没有定时器（我们将在教程 3中介绍定时器）。

我们在所有教程中使用相同的方法来声明和实例化，根据教程的要求改变类的参数。

快速访问资源

按照以下链接访问和下载有用的资源和示例：

ez_SIPO8_lib 用户指南

ez_SIPO8_lib 床单

阅读ez_SIPO8_lib 全文

有趣的草图示例 -掷骰子，第 2 部分

特别是 Crib Sheet，它是一个非常方便的简短用户指南，提供了图书馆功能、保留字等的顶级范围和规范。

我希望您能找到感兴趣的教程，并希望您探索该ez-SIPO8_lib 库的更多功能。

享受！