74HC165：并行輸入串行輸出移位寄存器詳解

在數(shù)字電子領(lǐng)域，并行輸入串行輸出（PISO）移位寄存器是一種至關(guān)重要的器件，它能夠?qū)⒍鄠€(gè)并行輸入的數(shù)據(jù)位轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)流，從而有效減少微控制器或其他邏輯器件所需的I/O引腳數(shù)量。其中，74HC165是CMOS系列中一款非常常用的8位PISO移位寄存器，以其高速度、低功耗和可靠性，在各種數(shù)據(jù)采集、傳感器接口和I/O擴(kuò)展應(yīng)用中占據(jù)著重要地位。

本章節(jié)將深入探討74HC165的引腳圖、各項(xiàng)功能、工作原理、時(shí)序分析，并提供基于常見(jiàn)微控制器（如Arduino和STM32）的編程示例，旨在幫助讀者全面理解和掌握74HC165的應(yīng)用。

1. 74HC165 概述與特點(diǎn)

74HC165是一款高速CMOS器件，屬于74HC（High-speed CMOS）系列。它繼承了CMOS器件低功耗的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)擁有接近LSTTL（Low-power Schottky TTL）器件的速度。其核心功能是將8路并行輸入的數(shù)據(jù)同時(shí)載入內(nèi)部寄存器，然后通過(guò)一個(gè)時(shí)鐘脈沖，以串行方式一位一位地將數(shù)據(jù)移出。這種并行轉(zhuǎn)串行的能力使其成為擴(kuò)展微控制器輸入端口的理想選擇。

主要特點(diǎn)包括：

• 8位并行輸入： 可以同時(shí)接收8位數(shù)據(jù)。

• 串行輸出： 數(shù)據(jù)以串行方式逐位輸出。

• 異步并行載入： 允許在任何時(shí)鐘周期內(nèi)載入并行數(shù)據(jù)，由PL（并行載入）引腳控制。

• 同步串行移位： 數(shù)據(jù)的移位與時(shí)鐘脈沖同步。

• 高噪聲抗擾性： CMOS特性使其對(duì)噪聲具有較強(qiáng)的抵抗能力。

• 寬工作電壓范圍： 通常為2V至6V，適用于多種電源環(huán)境。

• 寬溫度范圍： 適用于工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用。

這些特性使得74HC165在按鈕陣列掃描、鍵盤(pán)接口、傳感器數(shù)據(jù)采集、多路開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及任何需要將大量并行輸入轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)以節(jié)省I/O資源的場(chǎng)景中表現(xiàn)出色。

2. 74HC165 引腳圖及功能詳解

理解74HC165的引腳功能是正確使用它的前提。74HC165通常采用16引腳DIP（雙列直插式封裝）或SOIC（小外形集成電路封裝）等形式。

(注：此處應(yīng)為74HC165的引腳圖，由于我無(wú)法直接生成圖片，請(qǐng)您自行查找對(duì)應(yīng)的74HC165數(shù)據(jù)手冊(cè)以獲取準(zhǔn)確的引腳圖。)

以下是74HC165各引腳的詳細(xì)功能說(shuō)明：

2.1. 電源引腳

• VCC (Pin 16): 電源正極輸入。通常連接到+5V或+3.3V電源。

• GND (Pin 8): 接地引腳。連接到電源的負(fù)極或電路的公共地。

2.2. 并行輸入引腳

• D0 - D7 (Pin 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 7): 這八個(gè)引腳是8位并行數(shù)據(jù)的輸入端。當(dāng) PL（并行載入） 引腳為低電平（L）時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)從這些引腳加載到內(nèi)部寄存器中。它們通常連接到傳感器、開(kāi)關(guān)、按鈕或其他需要讀取狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)源。

2.3. 控制引腳

• PL (Parallel Load) / SH/LD (Shift/Load) (Pin 1): 并行載入使能引腳。

• 低電平（L）： 激活并行載入功能。當(dāng)此引腳為低電平，且時(shí)鐘（CP）處于上升沿時(shí)，D0-D7引腳上的并行數(shù)據(jù)將被加載到內(nèi)部寄存器中。在某些數(shù)據(jù)手冊(cè)中，此引腳可能標(biāo)記為 overlineSH/LD，表示低電平時(shí)是載入（Load），高電平時(shí)是移位（Shift）。

• 高電平（H）： 禁止并行載入，允許移位操作。 這個(gè)引腳是控制74HC165工作模式的關(guān)鍵，無(wú)論是讀取并行數(shù)據(jù)還是進(jìn)行串行移位，都需要正確設(shè)置它。

• CP (Clock Pulse) (Pin 2): 時(shí)鐘輸入引腳。這是移位寄存器的主時(shí)鐘信號(hào)。

• 上升沿： 在移位模式下（PL為高電平），Q7（串行輸出）上的數(shù)據(jù)會(huì)移動(dòng)到Q6，Q6移動(dòng)到Q5，以此類(lèi)推，同時(shí)D7（并行輸入）上的數(shù)據(jù)移入Q0。

• 下降沿： 通常對(duì)數(shù)據(jù)移位沒(méi)有影響，但在某些應(yīng)用中可能會(huì)被用于特定的同步。 時(shí)鐘信號(hào)的穩(wěn)定性直接影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/span>

• CE (Clock Enable) / CLK_INH (Clock Inhibit) (Pin 15): 時(shí)鐘使能/時(shí)鐘禁止引腳。

• 低電平（L）： 允許時(shí)鐘（CP）信號(hào)通過(guò)，移位寄存器正常工作。

• 高電平（H）： 禁止時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)，即使CP引腳有脈沖，移位寄存器也不會(huì)發(fā)生移位。 這個(gè)引腳可以用來(lái)暫停數(shù)據(jù)移位，或者在多個(gè)移位寄存器級(jí)聯(lián)時(shí)，對(duì)特定的芯片進(jìn)行時(shí)鐘控制。這個(gè)引腳與CP引腳共同控制移位操作的時(shí)序。

2.4. 串行輸出引腳

• Q7 (Pin 6): 串行數(shù)據(jù)輸出引腳。這是移位寄存器的數(shù)據(jù)出口，每次時(shí)鐘脈沖（CP上升沿）后，最先被加載到內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)位會(huì)從這里移出。通常連接到微控制器的GPIO引腳，用于接收串行數(shù)據(jù)。

• overlineQ7 (Pin 5): Q7的互補(bǔ)輸出引腳。其邏輯狀態(tài)與Q7相反。這個(gè)引腳在某些應(yīng)用中可能有用，例如當(dāng)需要反向數(shù)據(jù)或作為輔助信號(hào)時(shí)。

3. 74HC165 工作原理

74HC165的工作原理可以分為兩個(gè)主要階段：并行數(shù)據(jù)載入和串行數(shù)據(jù)移位。

3.1. 并行數(shù)據(jù)載入

當(dāng) PL（并行載入） 引腳被拉低（邏輯L）時(shí)，74HC165進(jìn)入并行載入模式。此時(shí)，無(wú)論時(shí)鐘（CP）引腳處于何種狀態(tài)，D0到D7引腳上的瞬時(shí)邏輯電平會(huì)被立即捕獲并加載到內(nèi)部的8個(gè)D觸發(fā)器中。這個(gè)過(guò)程是異步的，這意味著數(shù)據(jù)的載入不受時(shí)鐘邊沿的嚴(yán)格控制，只要PL為低，數(shù)據(jù)就會(huì)被載入。

重要提示： 為了確保數(shù)據(jù)的正確載入，在PL引腳從高電平變?yōu)榈碗娖?，并維持低電平的整個(gè)期間，D0-D7上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定。一旦PL被拉高，數(shù)據(jù)就被鎖存，并且移位操作開(kāi)始。

3.2. 串行數(shù)據(jù)移位

當(dāng) PL 引腳被拉高（邏輯H）時(shí)，74HC165進(jìn)入串行移位模式。此時(shí)，移位寄存器開(kāi)始響應(yīng) CP（時(shí)鐘） 引腳的上升沿。

每當(dāng)CP引腳檢測(cè)到一個(gè)上升沿，內(nèi)部寄存器中的數(shù)據(jù)就會(huì)向右（從Q0到Q7方向）移動(dòng)一位。這意味著：

• D7引腳上的當(dāng)前數(shù)據(jù)（如果CP_INH為低電平且PL為高電平）將移入Q0寄存器。

• Q0寄存器中的數(shù)據(jù)移到Q1。

• Q1寄存器中的數(shù)據(jù)移到Q2。

• ...

• Q6寄存器中的數(shù)據(jù)移到Q7。

• Q7寄存器中的數(shù)據(jù)將通過(guò)Q7引腳輸出。

CE（時(shí)鐘使能） 引腳在移位過(guò)程中扮演著重要的角色。如果CE為高電平，即使CP引腳有上升沿，移位操作也會(huì)被阻止，內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)狀態(tài)保持不變。只有當(dāng)CE為低電平，并且PL為高電平，CP的上升沿才能觸發(fā)數(shù)據(jù)移位。

通過(guò)連續(xù)提供8個(gè)時(shí)鐘脈沖，可以依次從Q7引腳讀取完整的8位并行數(shù)據(jù)。第一個(gè)移出的位是D7處的數(shù)據(jù)（在載入時(shí)）。

工作流程總結(jié)：

1. 將 PL 拉低，將并行數(shù)據(jù)（D0-D7）載入到74HC165的內(nèi)部寄存器中。

2. 將 PL 拉高，使74HC165進(jìn)入移位模式。

3. 確保 CE 保持低電平，允許時(shí)鐘通過(guò)。

4. 發(fā)送一個(gè)時(shí)鐘脈沖（CP引腳產(chǎn)生一個(gè)上升沿），第一個(gè)數(shù)據(jù)位（即最初加載的D7位）會(huì)出現(xiàn)在 Q7 引腳上。

5. 讀取 Q7 引腳上的數(shù)據(jù)。

6. 重復(fù)步驟4和5，發(fā)送7個(gè)額外的時(shí)鐘脈沖，每次讀取一個(gè)數(shù)據(jù)位，直到所有8位數(shù)據(jù)都被讀取完畢。

4. 時(shí)序分析

理解74HC165的時(shí)序圖對(duì)于確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性至關(guān)重要。時(shí)序圖描述了不同信號(hào)之間的時(shí)間關(guān)系，例如數(shù)據(jù)建立時(shí)間、保持時(shí)間、傳播延遲等。

4.1. 關(guān)鍵時(shí)序參數(shù)

• t_su (Setup Time): 建立時(shí)間。指數(shù)據(jù)在時(shí)鐘有效沿到來(lái)之前，輸入數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定的最短時(shí)間。例如，在PL引腳從低電平跳變?yōu)楦唠娖街?，并行?shù)據(jù)D0-D7必須穩(wěn)定下來(lái)。

• t_h (Hold Time): 保持時(shí)間。指數(shù)據(jù)在時(shí)鐘有效沿到來(lái)之后，輸入數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定的最短時(shí)間。

• t_pd (Propagation Delay): 傳播延遲。指信號(hào)從輸入端（如CP或PL）到輸出端（如Q7）所需的時(shí)間。

4.2. 并行載入時(shí)序

當(dāng) PL 從高到低電平跳變時(shí)，開(kāi)始并行載入。D0-D7上的數(shù)據(jù)必須在此之前穩(wěn)定，并在PL變?yōu)楦唠娖街蟊３忠欢螘r(shí)間。CP 的狀態(tài)在并行載入期間不重要。

4.3. 串行移位時(shí)序

當(dāng) PL 為高電平且 CE 為低電平時(shí)，CP 的上升沿觸發(fā)數(shù)據(jù)移位。在CP上升沿到達(dá)之前，輸入到D7的數(shù)據(jù)（如果是級(jí)聯(lián)應(yīng)用）以及內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)必須穩(wěn)定。Q7輸出的數(shù)據(jù)在CP上升沿后經(jīng)過(guò)一段傳播延遲后變?yōu)橛行А?/span>

設(shè)計(jì)考量：

在實(shí)際應(yīng)用中，需要確保微控制器輸出的時(shí)鐘信號(hào)和控制信號(hào)滿(mǎn)足74HC165的時(shí)序要求。例如，如果時(shí)鐘頻率過(guò)高，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)建立時(shí)間和保持時(shí)間不足，從而引入錯(cuò)誤。通常，微控制器的數(shù)字I/O口足以滿(mǎn)足74HC165的時(shí)序要求，但在高速應(yīng)用中，應(yīng)查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)中具體的時(shí)序參數(shù)。

5. 74HC165 的應(yīng)用場(chǎng)景

74HC165由于其并行轉(zhuǎn)串行的特性，廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

• 輸入擴(kuò)展： 最常見(jiàn)的應(yīng)用是擴(kuò)展微控制器的輸入端口。例如，一個(gè)Arduino Uno只有有限的數(shù)字輸入引腳，但通過(guò)一個(gè)74HC165可以輕松讀取8個(gè)按鈕或開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，而只需要占用3-4個(gè)微控制器的引腳（數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、載入、可選的時(shí)鐘使能）。

• 鍵盤(pán)接口： 在一些簡(jiǎn)單的鍵盤(pán)或按鈕矩陣中，74HC165可以用來(lái)掃描行或列，并將按下的鍵的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)。

• 傳感器數(shù)據(jù)采集： 當(dāng)有多個(gè)數(shù)字傳感器（如光電開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)等）需要同時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)，74HC165可以集中采集這些傳感器的狀態(tài)，然后通過(guò)串行方式傳輸給微控制器。

• 多路開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)： 在工業(yè)控制、自動(dòng)化設(shè)備中，需要監(jiān)測(cè)大量開(kāi)關(guān)、繼電器或其他數(shù)字信號(hào)的狀態(tài)，74HC165可以有效簡(jiǎn)化布線和I/O設(shè)計(jì)。

• 數(shù)據(jù)總線復(fù)用： 在某些數(shù)據(jù)總線設(shè)計(jì)中，如果需要將并行數(shù)據(jù)發(fā)送到串行總線，74HC165可以作為中間轉(zhuǎn)換器。

• 級(jí)聯(lián)應(yīng)用： 多個(gè)74HC165可以級(jí)聯(lián)，以讀取更多位的并行數(shù)據(jù)。例如，兩個(gè)74HC165可以組成16位并行輸入，三個(gè)則為24位，以此類(lèi)推。

6. 74HC165 編程示例

本節(jié)將提供基于兩種常見(jiàn)微控制器平臺(tái)——Arduino和STM32——的74HC165編程示例，以展示如何通過(guò)代碼控制74HC165并讀取并行輸入數(shù)據(jù)。

6.1. 硬件連接

在開(kāi)始編程之前，確保您的74HC165與微控制器正確連接。以下是一個(gè)典型的連接方案：

重要提示：

• CE引腳： 在大多數(shù)簡(jiǎn)單應(yīng)用中，可以將CE引腳直接接地（GND），使其始終處于使能狀態(tài)，從而簡(jiǎn)化控制。如果需要?jiǎng)討B(tài)控制時(shí)鐘，則需要連接到一個(gè)微控制器數(shù)字輸出引腳。

• 上拉/下拉電阻： 如果您的并行輸入D0-D7連接的是不確定狀態(tài)的傳感器或開(kāi)關(guān)，可能需要添加外部上拉或下拉電阻來(lái)確保其在未觸發(fā)時(shí)的邏輯狀態(tài)。例如，如果連接按鈕，通常需要上拉電阻。

6.2. Arduino 編程示例

這個(gè)示例演示如何使用Arduino Uno讀取連接到74HC165的8個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

Arduino 代碼：

C++

// 定義連接74HC165的Arduino引腳const int PL_PIN = 8;  
// Parallel Load / Shift_Loadconst int CP_PIN = 9;  
// Clock Pulseconst int Q7_PIN = 10; // Serial Data Output (Data In for Arduino)void setup() {  
// 設(shè)置引腳模式
  pinMode(PL_PIN, OUTPUT);
  pinMode(CP_PIN, OUTPUT);
  pinMode(Q7_PIN, INPUT); // Q7是數(shù)據(jù)輸入到Arduino

  // 初始化串行通信，用于調(diào)試輸出
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("74HC165 讀取示例");
}void loop() {
  byte data = read74HC165(); // 讀取74HC165的數(shù)據(jù)

  // 將讀取到的數(shù)據(jù)打印到串口監(jiān)視器
  Serial.print("讀取到的數(shù)據(jù) (二進(jìn)制): ");
  printByteAsBinary(data);
  Serial.println();

  delay(500); // 每0.5秒讀取一次}// 函數(shù)：從74HC165讀取8位數(shù)據(jù)byte read74HC165() {
  byte incomingByte = 0;  // 1. 啟動(dòng)并行載入：將PL拉低
  digitalWrite(PL_PIN, LOW);  // 短暫延時(shí)以確保PL穩(wěn)定，雖然HC系列速度很快，但良好的習(xí)慣
  // delayMicroseconds(1); 

  // 2. 結(jié)束并行載入并進(jìn)入移位模式：將PL拉高
  digitalWrite(PL_PIN, HIGH);  // 確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，可以開(kāi)始移位

  // 3. 讀取8位數(shù)據(jù)
  // 74HC165的串行輸出是最低有效位優(yōu)先（LSB first），但其內(nèi)部移位是從D7移出。
  // 因此，第一次時(shí)鐘脈沖移出的是D7，第二次是D6，以此類(lèi)推。
  // 如果你需要LSB優(yōu)先的字節(jié)順序，需要將接收到的位反轉(zhuǎn)順序。
  // 在這里，我們將讀取到的位按照D7, D6, ..., D0的順序組合成一個(gè)字節(jié)。
  for (int i = 0; i < 8; i++) {    // 每次讀取一位之前，給一個(gè)時(shí)鐘脈沖
    digitalWrite(CP_PIN, LOW);   // CP拉低
    // delayMicroseconds(1);
    digitalWrite(CP_PIN, HIGH);  // CP上升沿觸發(fā)移位
    // delayMicroseconds(1);       // 留出時(shí)間給數(shù)據(jù)穩(wěn)定

    // 讀取Q7引腳上的數(shù)據(jù)，并將其移入到incomingByte的正確位置
    // 最先讀到的是最高位 (D7)，所以將其放到字節(jié)的最高位
    if (digitalRead(Q7_PIN) == HIGH) {
      incomingByte = incomingByte | (1 << (7 - i)); // 設(shè)置對(duì)應(yīng)位為1
    } else {      // 保持對(duì)應(yīng)位為0（默認(rèn)就是0，所以這行可以省略，但為了清晰說(shuō)明）
      incomingByte = incomingByte & ~(1 << (7 - i));
    }
  }  return incomingByte;
}// 輔助函數(shù)：將字節(jié)以二進(jìn)制形式打印void printByteAsBinary(byte b) {  for (int i = 7; i >= 0; i--) {
    Serial.print((b >> i) & 0x01);
  }
}

代碼解釋?zhuān)?/strong>

1. 引腳定義： 定義了Arduino連接到74HC165的三個(gè)控制引腳（PL, CP）和一個(gè)數(shù)據(jù)輸入引腳（Q7）。

2. setup() 函數(shù)：

• 將PL和CP引腳設(shè)置為輸出模式，因?yàn)锳rduino需要控制它們。

• 將Q7引腳設(shè)置為輸入模式，因?yàn)锳rduino要從這個(gè)引腳讀取數(shù)據(jù)。

• 初始化串口通信，用于調(diào)試。

3. loop() 函數(shù)：

• 重復(fù)調(diào)用 read74HC165() 函數(shù)來(lái)獲取數(shù)據(jù)。

• 將獲取到的字節(jié)以二進(jìn)制形式打印出來(lái)。

4. read74HC165() 函數(shù)：

• digitalWrite(CP_PIN, LOW); 和 digitalWrite(CP_PIN, HIGH);： 生成一個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿。每次上升沿都會(huì)使74HC165內(nèi)部數(shù)據(jù)移位一位，并將當(dāng)前最高位（D7位，首次移位時(shí)是最初載入的D7位）通過(guò)Q7引腳輸出。

• digitalRead(Q7_PIN)： 讀取Q7引腳的當(dāng)前狀態(tài)。

• incomingByte = incomingByte | (1 << (7 - i));： 這是將讀取到的位組合成一個(gè)字節(jié)的關(guān)鍵。

• 74HC165的移位順序是從D7到D0。第一次讀取到的是D7，第二次是D6，以此類(lèi)推。

• 1 << (7 - i) 會(huì)生成一個(gè)只有第 (7 - i) 位是1的掩碼。例如，當(dāng) i=0 時(shí) (第一次循環(huán))，掩碼是 10000000 (二進(jìn)制)，用于設(shè)置 incomingByte 的最高位 (bit 7)。當(dāng) i=7 時(shí) (最后一次循環(huán))，掩碼是 00000001 (二進(jìn)制)，用于設(shè)置 incomingByte 的最低位 (bit 0)。

• | (按位或) 操作用于將讀取到的位設(shè)置到 incomingByte 的相應(yīng)位置。

• digitalWrite(PL_PIN, LOW);： 將PL引腳拉低，觸發(fā)74HC165將并行輸入數(shù)據(jù)（D0-D7）異步載入到其內(nèi)部寄存器。

• digitalWrite(PL_PIN, HIGH);： 將PL引腳拉高，結(jié)束并行載入，使74HC165進(jìn)入移位模式。

• 循環(huán)8次： 為了讀取8位數(shù)據(jù)，需要發(fā)送8個(gè)時(shí)鐘脈沖。

5. printByteAsBinary() 函數(shù)： 一個(gè)輔助函數(shù)，用于將字節(jié)數(shù)據(jù)以二進(jìn)制字符串的形式打印到串口監(jiān)視器，方便觀察。

6.3. STM32 編程示例 (HAL庫(kù))

對(duì)于STM32微控制器，我們通常使用HAL庫(kù)或LL庫(kù)。這里以HAL庫(kù)為例，演示如何配置GPIO并讀取74HC165的數(shù)據(jù)。

STM32CubeIDE 配置：

在STM32CubeIDE中，您需要首先配置GPIO引腳。假設(shè)您使用以下引腳：

• PL_PIN: 例如 PA0 (GPIO_Output)

• CP_PIN: 例如 PA1 (GPIO_Output)

• Q7_PIN: 例如 PA2 (GPIO_Input)

確保將CP_PIN和PL_PIN配置為推挽輸出，Q7_PIN配置為浮空輸入或上拉輸入。

STM32 HAL庫(kù)代碼 (核心讀取函數(shù))：

C

#include "main.h" // 包含CubeMX生成的頭文件#include <string.h> // For strlen#include <stdio.h>  
// For sprintf// 定義連接74HC165的GPIO引腳和端口#define PL_GPIO_PORT  GPIOA#define PL_GPIO_PIN   
GPIO_PIN_0#define CP_GPIO_PORT  GPIOA#define CP_GPIO_PIN   
GPIO_PIN_1#define Q7_GPIO_PORT  GPIOA#define Q7_GPIO_PIN   
GPIO_PIN_2// UART句柄，用于printf輸出（如果配置了UART）extern UART_HandleTypeDef huart2; 
// 假設(shè)您的UART2用于調(diào)試輸出/**
  * @brief  從74HC165讀取8位并行數(shù)據(jù)
  * @param  None
  * @retval 讀取到的8位數(shù)據(jù)
  */uint8_t Read_74HC165(void){    uint8_t received_data = 0;    // 1. 啟動(dòng)并行載入：拉低PL引腳
    HAL_GPIO_WritePin(PL_GPIO_PORT, PL_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET);    // 稍作延時(shí)，確保PL引腳穩(wěn)定
    // 僅在非常苛刻的時(shí)序要求下考慮，通常對(duì)于HC系列不需要微秒級(jí)延時(shí)
    // for(volatile int i=0; i<10; i++); 

    // 2. 結(jié)束并行載入，進(jìn)入移位模式：拉高PL引腳
    HAL_GPIO_WritePin(PL_GPIO_PORT, PL_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET);    // 數(shù)據(jù)現(xiàn)在被鎖存，可以開(kāi)始移位

    // 3. 循環(huán)8次，讀取8位數(shù)據(jù)
    for (int i = 0; i < 8; i++)
    {        // 生成一個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿
        HAL_GPIO_WritePin(CP_GPIO_PORT, CP_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); // CP拉低
        // for(volatile int i=0; i<10; i++); // 短暫延時(shí)
        HAL_GPIO_WritePin(CP_GPIO_PORT, CP_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET);   // CP上升沿觸發(fā)移位
        // for(volatile int i=0; i<10; i++); // 短暫延時(shí)，留出數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)間

        // 讀取Q7引腳的狀態(tài)
        if (HAL_GPIO_ReadPin(Q7_GPIO_PORT, Q7_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_SET)
        {            // 將讀取到的位設(shè)置到received_data的正確位置
            // 74HC165第一次移出的是D7，所以要放在最高位
            received_data |= (1 << (7 - i));
        }
    }    return received_data;
}// 輔助函數(shù)：將字節(jié)以二進(jìn)制形式打?。ㄍㄟ^(guò)UART）void PrintByteAsBinary(uint8_t b) {    char buffer[10]; 
// 8位 + null terminator
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        buffer[i] = ((b >> (7 - i)) & 0x01) ? '1' : '0';
    }
    buffer[8] = '