一、74HC138：精準的“8選1開關”
核心作用
用3根控制線（A0-A2）實現8路嚴格單選，同一時刻僅1路輸出低電平（其他7路高電平）。
📌 本質：二進制地址譯碼器，不是數據寄存器。
引腳功能與缺失后果
| 引腳 | 符號 | 作用 | 缺失后果 | 實驗現象 |
|---|---|---|---|---|
| 1-3 | A0-A2 | 地址輸入（0-7） | 地址錯誤 → 輸出混亂 | LED亂序亮/全滅 |
| 4-5 | /E1,/E2 | 低電平使能（必須0） | 懸空 → 芯片禁用 | 所有LED不亮 |
| 6 | E3 | 高電平使能（必須1） | 接地 → 芯片禁用 | 所有LED不亮 |
| 7-15 | /Y0-/Y7 | 低有效輸出 | 斷開 → 對應LED常滅 | 特定燈永不亮 |
| 16 | VCC | 電源(+5V) | 斷開 → 芯片斷電 | 所有LED不亮 |
| 8 | GND | 接地 | 斷開 → 芯片失效 | 所有LED不亮 |
? 實驗現象：每次僅1個LED點亮（流水燈效果），無法同時亮多燈。
二、74HC164：簡易的“串行轉并行轉換器”
核心作用
將串行數據（1位接1位輸入）轉換為8位并行輸出，實現用2根線（數據+時鐘）控制8路LED。
?? 缺陷：移位時輸出實時變化，導致LED閃爍。
引腳功能與缺失后果
| 引腳 | 符號 | 作用 | 缺失后果 | 實驗現象 |
|---|---|---|---|---|
| 1,2 | DSA,DSB | 串行數據輸入 | 懸空 → 輸入不穩定 | LED隨機亮滅 |
| 8 | CP | 時鐘（上升沿移位） | 斷開 → 數據不移位 | LED卡在初始狀態 |
| 3-6,10-13 | Q0-Q7 | 并行輸出 | 斷開 → 對應LED不亮 | 特定燈不亮 |
| 9 | /MR | 主復位（低電平清零） | 懸空 → 可能意外復位 | LED隨機全滅 |
| 14 | VCC | 電源(+5V) | 斷開 → 芯片斷電 | 所有LED不亮 |
| 7 | GND | 接地 | 斷開 → 芯片失效 | 所有LED不亮 |
? 實驗現象：LED依次點亮（流水燈），可同時亮多燈但會閃爍。
三、74HC595：強大的“帶倉庫的搬運工”
核心作用
在74HC164基礎上增加鎖存器，實現：
-
串行轉并行（同164）
-
移位時不干擾輸出（數據暫存“倉庫”）
-
鎖存更新（穩定輸出不閃爍）
-
無限級聯（通過Q7'引腳串聯多芯片）
引腳功能與缺失后果
| 引腳 | 符號 | 作用 | 缺失后果 | 實驗現象 |
|---|---|---|---|---|
| 14 | DS | 串行數據輸入 | 斷開 → 無新數據輸入 | LED顯示舊數據 |
| 11 | SHCP | 移位時鐘（數據進倉庫） | 斷開 → 數據不移位 | LED狀態不變 |
| 12 | STCP | 鎖存時鐘（倉庫→輸出） | 斷開 → 輸出不更新 | LED保持舊狀態 |
| 13 | /OE | 輸出使能（低有效） | 懸空 → 輸出高阻 | 所有LED微亮/不亮 |
| 15,1-7 | Q0-Q7 | 鎖存并行輸出 | 斷開 → 對應LED不亮 | 特定燈不亮 |
| 9 | Q7' | 級聯輸出（接下一片DS） | 級聯時斷開 → 后續芯片失效 | 級聯系統后半部分癱瘓 |
| 10 | /MR | 主復位 | 懸空 → 可能意外復位 | LED隨機全滅 |
| 16 | VCC | 電源(+5V) | 斷開 → 芯片斷電 | 所有LED不亮 |
| 8 | GND | 接地 | 斷開 → 芯片失效 | 所有LED不亮 |
? 實驗現象：LED穩定變化（無閃爍），可同時亮多個燈，支持級聯控制數十個LED。
四、三款芯片定位對比
| 特性 | 74HC138 | 74HC164 | 74HC595 |
|---|---|---|---|
| 功能本質 | 8選1開關 | 串并轉換器 | 串并轉換器+鎖存+級聯 |
| 輸出能力 | 僅1路低電平 | 8路實時輸出 | 8路穩定鎖存輸出 |
| 級聯擴展 | ? 不可級聯 | ?? 可級聯（需額外邏輯） | ? 直接無限級聯 |
| 關鍵優勢 | 嚴格互斥輸出 | 低成本簡單控制 | 零閃爍、高穩定性、易擴展 |
| 實驗LED控制 | 每次只能亮1個燈 | 可亮多燈但閃爍 | 可亮多燈穩定不閃 |
| 引腳需求 | 3地址+3使能（共6根） | 1數據+1時鐘（共2根） | 1數據+2時鐘（共3根） |
💎 終極結論：
74HC138：專精“單選”，適合片選/通道切換。
74HC164：基礎串并轉換，成本低但輸出不穩定。
74HC595：功能最強，解決164所有缺陷，是LED/顯示驅動的首選。
圖表
代碼
graph LR
? 74HC138 -->|專一功能| 單選控制器
? 74HC164 -->|基礎功能| 串并轉換器
? 74HC595 -->|增強功能| 串并轉換器_帶鎖存_可級聯
? 單選控制器 -->|應用場景| 存儲器片選/傳感器輪詢
? 串并轉換器 -->|應用場景| 低成本流水燈
? 串并轉換器_帶鎖存_可級聯 -->|應用場景| LED顯示屏/多位數碼管
