74hc164移位寄存器詳解原理應(yīng)用-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2023-09-06
74HC164是高速硅門(mén)CMOS器件，與低功耗肖特基型TTL(LSTTL)器件的引腳兼容。74HC164是8位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過(guò)兩個(gè)輸入端（DSA或DSB）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個(gè)輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空。
8位串入、并出移位寄存器
時(shí)鐘(CP)每次由低變高時(shí)，數(shù)據(jù)右移一位，輸入到Q0，Q0是兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端（DSA和DSB）的邏輯與，它將上升時(shí)鐘沿之前保持一個(gè)建立時(shí)間的長(zhǎng)度。
主復(fù)位(MR)輸入端上的一個(gè)低電平將使其它所有輸入端都無(wú)效，同時(shí)非同步地清除寄存器，強(qiáng)制所有的輸出為低電平。
8位并行輸出串行移位寄存器
門(mén)控串行數(shù)據(jù)輸入。
異步中央復(fù)位。
符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)no.7A。
靜電放電(ESD)保護(hù)：
HBMEIA/JESD22-A114-B超過(guò)2000V。
MMEIA/JESD22-A115-A超過(guò)200V。
額定從-40°C至+85°C和-40°C至+125°C。
多種封裝形式。
直流電壓VDD：l-0.5V——7V
輸入鉗位電流：-20MA—20MA
輸出鉗位電流：-20MA—20MA
連續(xù)輸出電流：-25MA—25MA
通過(guò)VCC或GND的電流：-50MA—50MA
引腳焊接溫度：+265度
現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，74HC164在以下三個(gè)方面有著典型的應(yīng)用：
1）八段數(shù)碼管顯示
2）LED燈；
3）按鍵掃描。
在其它方面上也有應(yīng)用，比如顯示模塊，應(yīng)用原理是一樣的。
164是八位并行輸出移位寄存器。有兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，一個(gè)時(shí)鐘輸入端，八個(gè)輸出端。我們一般將兩個(gè)輸入端連在一起當(dāng)一個(gè)輸入端來(lái)用。當(dāng)時(shí)鐘脈沖由“0”到“1”的跳變時(shí)，觸發(fā)移位，即上升沿觸發(fā)。當(dāng)觸發(fā)時(shí)，八位并行輸出的最低位Q0得到數(shù)據(jù)端的信號(hào)（DATA），原Q0的數(shù)據(jù)上移一位，即Q1，依次類(lèi)推，Q6上移到Q7，Q7的數(shù)據(jù)遺失。
因此，我們充分利用這點(diǎn)特性，來(lái)解決單片機(jī)口線(xiàn)緊張的問(wèn)題。使用單片機(jī)的兩個(gè)I/O口，一個(gè)用作時(shí)鐘(CLK)，一個(gè)用作數(shù)據(jù)(DATA),通過(guò)軟件模擬串行輸出，經(jīng)過(guò)164移位，得到并行的輸出。164要求數(shù)據(jù)在CLK的上升沿之前有25ns的建立時(shí)間，上升沿之后要有5ns的保持時(shí)間。如果單片機(jī)使用4MHz的晶振，一條單字節(jié)指令的執(zhí)行時(shí)間是1us,使用8MHz的晶振是0.5us，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于164要求的時(shí)間。所以在建立和保持?jǐn)?shù)據(jù)上不用考慮是否164會(huì)“忙不過(guò)來(lái)”。
在八段數(shù)碼管上的應(yīng)用：
現(xiàn)在一般使用兩個(gè)八位數(shù)碼管，組成一個(gè)可以顯示兩位數(shù)的顯示模塊。數(shù)碼管有8個(gè)信號(hào)引腳，一個(gè)片選引腳。當(dāng)片選被選中，加在段碼管腳上的電平有效。我們使用單片機(jī)的四個(gè)I/O口來(lái)控制這兩個(gè)數(shù)碼管，兩個(gè)片選，一個(gè)DATA，一個(gè)CLK。
在LED顯示上的應(yīng)用：
還是利用串入并出的原理，只不過(guò)是希望哪一個(gè)燈亮，就對(duì)哪個(gè)燈相應(yīng)的位置0（使之點(diǎn)亮的電平）。同時(shí)接I/O口到三極管上，實(shí)現(xiàn)片選。如果燈的數(shù)量小于8個(gè)則不必。這樣相比將LED直接接到I/O上，需要多消耗MCU幾倍甚至十幾倍的執(zhí)行時(shí)間，換來(lái)的是MCU口線(xiàn)的充分利用。
當(dāng)然，如果希望有若干個(gè)燈同時(shí)亮，就由單片機(jī)的DATA發(fā)出相應(yīng)位為0的串行數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)移位以后，使相應(yīng)LED點(diǎn)亮。這里也存在著片選先后的問(wèn)題。
和上面一樣，如果先開(kāi)片選再移位的話(huà)，移位速度快，幾個(gè)燈等于以同樣的亮度點(diǎn)亮；如果移位速度慢，則使小燈依次點(diǎn)亮。當(dāng)移位完成，開(kāi)片選之后，同樣需要使并行數(shù)據(jù)保持一段時(shí)間，再關(guān)片選。
在按鍵掃描上的應(yīng)用：
同樣使為了節(jié)約口線(xiàn)，使用164進(jìn)行按鍵掃描。一般的顯示板上的按鍵不會(huì)超過(guò)8個(gè)，所以不用加片選信號(hào)。僅僅由單片機(jī)的一個(gè)I/O口來(lái)讀按鍵公共端即可。原理是這樣的：按鍵公共端經(jīng)過(guò)兩個(gè)電阻接VCC，兩個(gè)電阻之間抽頭到MCU。按鍵的另一段接164的Q0~Q7。
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