Minseok's Daily

카테고리

게시일

Dec 1, 2025

개요

Shift register는 레지스터 간 Shift 연산을 추가한 레지스터이다. Shift register에는 두 가지가 있고, 하나는 직렬로 들어온 입력을 시프트 해서 저장한 뒤, 병렬로 출력하는 SIPO 방식, 또 다른 하나는 병렬로 들어온 입력을 저장한 뒤, 시프트 하면서 직렬로 출력하는 PISO 방식이다.

출력 핀의 확장

대표적인 SIPO 레지스터인 74HC595를 이용해 출력 핀을 확장하는 것이 가능하다. 출력하는 쪽에서는 3가지 핀을 이용해서, 총 8개의 출력 핀으로 확장할 수 있다.

SER(DS) : Data Serial

SRCLK(SH_CP) : Shift Clock

RCLK(ST_CP) : Storage Clock

이 외에 고려해야 할 부분

OE 는 Output Enable 로, Active Low이므로 출력이 필요할 때 반드시 Low 를 주어야 한다. 출력이 비활성화 되어 있다면 출력이 3-state 상태(Z) 가 된다. 핀 확장의 경우 항상 LOW를 입력한다.

SRCLR는 Shift Register Clear로, Active Low이므로 반드시 HIGH 상태를 유지해야 Shift Register가 들어간다. 초기화가 필요하다면, MCU의 셋업 코드에서 한번 LOW 를 주는 것도 괜찮다.

시리얼 입력 시 타이밍 (핀 확장시)

타이밍

시리얼 입력 중에는 RCLK 를 LOW로 바꾼다. (추천)

시리얼 입력

SRCLK를 LOW로 둔 상태에서 시작한다.
SER에 첫 번째 비트를 세팅한다.
SRCLK를 HIGH → LOW 로 바꾼다.
총 8번 시행

시리얼 입력 완료 후 RCLK를 HIGH로 하면 Rising Edge에서 출력 핀이 선택된다.

Arduino에는 shiftout 함수가 있어 쉽게 이용이 가능하다.

예제 코드 (STM32)

8비트 변수 하나로 출력이 가능하다.


void shiftOut(uint8_t data)
{
    for (int i = 7; i >= 0; i--)
    {
        // SER에 i번째 비트 출력
        HAL_GPIO_WritePin(SER_GPIO_Port, SER_Pin, (data >> i) & 0x01);

        // SH_CP 상승 펄스
        HAL_GPIO_WritePin(SRCLK_GPIO_Port, SRCLK_Pin, GPIO_PIN_SET);
        HAL_GPIO_WritePin(SRCLK_GPIO_Port, SRCLK_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    }
}

uint8_t 데이터를 시프트 레지스터에 입력하는 예제


// RCLEAR 펄스 (Active Low)
HAL_GPIO_WritePin(SRCLK_GPIO_Port, RCLR_Pin, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(SRCLK_GPIO_Port, RCLR_Pin, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(SRCLK_GPIO_Port, RCLR_Pin, GPIO_PIN_SET);

// 시프트 입력 코드
shiftOut(data);

// RCLK 펄스 (병렬 출력 반영)
HAL_GPIO_WritePin(RCLK_GPIO_Port, RCLK_Pin, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(RCLK_GPIO_Port, RCLK_Pin, GPIO_PIN_RESET);

시프트 레지스터에 입력한 뒤, 펄스를 줘서 실제 출력을 반영하는 코드

예제 코드 (Arduino)


digitalWrite(RCLK_Pin, LOW);           // 데이터 입력 준비
shiftOut(SER_pin, clockPin, MSBFIRST, data); // 시프트 출력
digitalWrite(RCLK_Pin, HIGH);          // RCLK 펄스

Arduino에서는 출력 펄스를 주어 쉽게 이용이 가능하다.

74HC595의 Daisy Chain

두 개 이상의 IC나 모듈 등을 선형으로 이어서 마치 하나의 IC나 모듈을 제어하는 것처럼 사용하는 것을 Daisy Chain 연결이라고 한다. 두 개의 74HC595를 이으려면

첫 번째 Shift Register의 QH’ → 두 번째 Shift Register의 SER

두 Shift Register 모두 SRCLK, RCLK 연결

https://electronics.stackexchange.com/questions/676651/shift-register-outputting-data-on-two-pins-although-only-one-bit-is-set

3개의 74HC595를 데이지 체인으로 연결한 예제. 8x3=24개의 출력핀이 활성화된다.

한 개 연결할 때 마다 출력 핀이 8개씩 늘어난다. 3개를 Daisy Chain으로 연결하면, 24개의 Digital 출력 핀을 얻을 수 있다.

입력 핀의 확장

입력 핀의 확장 또한