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シフトレジスタIC 74HC595：仕組みと使い方

📖 はじめに

74HC595は、ArduinoやRaspberry Piなどのマイコンと組み合わせてよく使われる8ビットシリアル入力・パラレル出力シフトレジスタICです。
この記事では、「74HC595って何？」という基本から、その嬉しさ（使うメリット）、代表的な用途、そして内部の動作原理までをまとめます。

🗣 呼び方

  • 日本語では 「ナナヨンエッチシーゴーキューゴ」

  • 英語圏では 「seventy-four H C five ninety-five」 などと読む

  • 「595」や「シフレジ（shift register）」と略されることもあります

🎁 74HC595の嬉しさ（使うメリット）

1. ピン不足の救世主

マイコンの出力ピンが足りないとき、たった3本の信号線（データ・クロック・ラッチ）で8本の出力を制御できます。さらに複数ICを直列接続（デイジーチェーン）すれば、16本、24本…と簡単に拡張可能です。

2. 配線の簡略化

LEDや7セグメント表示器など、たくさんのピンが必要な部品をスッキリ配線できます。

3. 低コスト・入手性良好

数十円〜百円程度で手に入り、秋月電子やAmazonなどで入手可能。

実装面積も小さく、ブレッドボードや基板の省スペース化にも役立ちます。

🔧 代表的な用途

  • LEDバーやLEDマトリクスの制御

  • 7セグメントディスプレイ表示

  • リレーやスイッチング回路の制御

  • 簡易的なパラレル通信インタフェースの拡張

⚙ 原理（仕組み）

1. 内部ブロック構成

74HC595は、大きく分けて

  • シフトレジスタ部（Serial-In Parallel-Out）

  • ストレージレジスタ部（Latch）

  • 出力バッファ部（3ステート可能）
    から構成されます。

2. シリアル入力 → パラレル出力の流れ

  1. データピン (SER) に1ビットずつデータを入力

  2. クロックピン (SRCLK) が立ち上がるごとに、データがシフトレジスタ内で右方向へ移動

  3. 必要な8ビット分を入れたら、ラッチピン (RCLK) を立ち上げてストレージレジスタへ転送

  4. ストレージレジスタの内容が8本の出力ピン (Q0〜Q7) に反映される

これにより、シフト動作中に出力がちらつくのを防げます（ラッチを更新するまで出力は変わらない）。

3. 主要ピンの役割

ピン名 機能
SER シリアルデータ入力
SRCLK シフトレジスタクロック
RCLK ラッチクロック
OE 出力イネーブル（Lowで有効）
MR マスタリセット（Lowで全ビット0）
Q0〜Q7 パラレル出力
Q7’ 直列接続用シリアル出力

4. デイジーチェーン接続

  • Q7’ を次の 74HC595 の SER に接続することで、無限に出力を増やせる

  • クロックとラッチは共通線で制御できるため、3本の信号線だけで多数の出力を操作可能

🔍 まとめ

74HC595は、少ないピンで多くの出力を制御できる小さな頼れるICです。LED制御やディスプレイ駆動など、多出力が必要な場面で威力を発揮します。内部のラッチ機構により、見た目のちらつきを防ぎつつ高速制御が可能で、直列接続による拡張性も高いのが魅力です。


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