Grundlegendes

   Funktionsweise

Der 74HC595 besteht zunächst aus 8, hintereinander geschalteten Flipflops. Eigentlich sogar 9, aber dazu später mehr. Ein Flipflop ist ein Elektronischer Binärspeicher, er kann also den Wert "0" oder "1" haben und das Ganze entspricht einem Bit. Der 74HC595 ist also in der Lage 8 Bits zu speichern. Dabei wird nacheinander, Bit für Bit gesetzt und weiter geschoben, bis sich die gewünschte Bitreihenfolge eingestellt hat. Dann wird das eingestellte Bittmuster an die Ausgänge übergeben. Dies soll die hier gezeigte Animation verdeutlichen.

   Anschluss und Ansteuerung

Die in der Abbildung/Animation gezeigten Anschlussbezeichnungen können von Hersteller zu Hersteller variieren, deren Funktion und Position ist jedoch immer die gleiche. Die untenstehende Abbildung zeigt einen einfachen Testaufbau, zum "Herumspielen". 

Der Kondensator C1 ist der für IC's obligatorische Stützkondenstor. An den Ausgängen befinden sich, zur visuellen Darstellung LED's und deren Vorwiderstände ( z.B. 150 Ohm bei 4,5V Versorgungsspannung). Die Taster S1 und S2 sind am Dateneingang, S3 ist zum Schalten der Ausgänge. Zu beachten ist, dass die Taster möglichst wenig zum Prellen neigen sollten. Die Widerstände R9-12 haben 10 kOhm.
Liegt eine Versorgungsspannung an der Schaltung an, kann nun mit dem Taster S1 bestimmt werden welchen Wert das erste Bit bekommen soll. Nicht betätigt ist  "0" und betätigt "1". Zum Übernehmen wird dann der Taster S2 angetippt. Jedes weitere Antippen von S2 setzt ein weiteres Bit. Dabei werden die Bits von links nach rechts verschoben, bis alle 8 Bit gesetzt sind. Ein Tippen auf den Taster S3 aktiviert nun die Ausgänge entsprechend der gesetzten Bits - siehe auch die Animation weiter oben.
Wird temporär +5V an Pin 10 weggenommen und gegen Masse (GND) gehalten, so werden alle Bits auf "0" gesetzt. Durch Tippen von S3 wird dies dann auch an die Ausgänge übergeben, also alle LED erlöschen.

Hinweis:
Der 74HC595 eignet sich nicht zum Schalten von Lasten. Wird nur ein einzelner Ausgang geschaltet, so kann dieser je nach Hersteller zwar durchaus mit 50 mA belastet werden, aber alle geschalteten Ausgänge zusammen sollten nicht über 200-250 mA kommen. Der Fingertest verrät einem schnell ob man die Grenze überschritten hat, wenn's weh tut war's zuviel :-)
Im Zweifelsfall nimmt man besser einen Transistor oder einen Leistungstreiber wie den ULN2303.

   Kaskadieren

Nach 8 Ausgängen ist dabei noch lange nicht Schluss, denn durch hinzuziehen weiterer Schieberegister lassen sich theoretisch beliebig viele Ausgänge realisieren. Dazu wird der Ausgang Q7S verwendet, welcher auch das eingangs erwähnte 9'te Flipflop ist. Dieser übernimmt den vorherigen Wert des letzten (8'ten) Bits nach der 9'ten Eingabe durch den Taster S3 und kann dann an ein weiteres Register über den DS Pin aufgenommen werden. Das Setzen der Bits am zweiten Registers übernimmt dann ebenfalls der Taster S3, welcher in diesem Fall das Signal dann an beide Bausteine übergibt.

In der Animation sieht das ganze dann wie folgt aus:

   Schieberegister am COM-Port

Alte PC's arbeiteten üblicher weise mit einem Pegel von +/-12V, Notebooks oft weniger. Bei allen von mir bislang gemessenen USB-COM Adapter stehen etwas weniger als 5V an. Da diese Adapter ihre Spannung vom USB-Port beziehen ist das auch nachvollziehbar. Von daher verzichtet ich gänzlich auf eine Spannungsbegrenzung auf der Eingangseite des 74HC595, welcher nur mit 5V gefüttert werden soll.

Wie man die drei Ausgänge des COM-Port zu den drei benötigten Eingängen des 74HC595 aufteilt ist im Grunde egal. Hält man sich jedoch an die, in der Schaltung gezeigte Aufteilung, so kann die unten Stehende Demo Software direkt zum Testen der Schaltung verwenden. Die Aufteilung hatte sich beim Aufbau auf einer Lochstreifenplatine so ergeben und seitdem ist sie bei mir halt so und...

   COMPort DEMO Software

Mit dieser kleinen Software können die Ausgänge, eines an den COM-Port angeschlossenen Schieberegisters geschaltet werden.

  Download COMPort DEMO
 

Wie man den COM-Port und auch ein Schieberegister in eigenen Programmen ansteuert ist hier zu finden:

• Delphi