Registro de turno 74HC165: características clave, condiciones de funcionamiento y aplicaciones prácticas

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Introducción a 74HC165

74HC165 es un registro de cambio paralelo de ocho bits de ocho bits de alta velocidad y un rango de voltaje de operación de 2.0V a 6.0V y una corriente de accionamiento de ± 5.2MA.Está equipado con múltiples pines de entrada y un pin de salida paralelo, que puede convertir los datos de entrada en serie en salida paralela.Este chip tiene un rango de temperatura de funcionamiento de -40 ° C a 85 ° C y está disponible en una variedad de paquetes como SO16, SSOP16, DIP16 y TSSOP16.Además, el 74HC165 utiliza tecnología CMOS avanzada, por lo que tiene las características de bajo consumo de energía, operación de alta velocidad y alta confiabilidad.Debido a estas excelentes actuaciones, se usa ampliamente en muchos campos, como escaneo de teclado, recopilación de datos, detección de estado, etc.

Funciones de 74HC165

El 74HC165 tiene las siguientes características:

- Operación en cascada: múltiples chips 74HC165 se pueden cascadear juntos para expandir el número de señales de entrada.La operación en cascada se logra a través del pin Cascade (sueros/b) y el pin de salida de cascada (QH).Específicamente, el pin Cascade puede conectar la salida de un 74HC165 a la entrada de otro 74HC165, lo que permite la transmisión de datos en serie.

- Carga paralela: además de las operaciones de cambio, 74HC165 también tiene una función de carga paralela para leer y almacenar señales de entrada.Esta operación se controla a través del pin de alquiler de reloj (clkinh) y el pin de carga paralelo (PL).Cuando el pin de activación del reloj es alto y el pasador de carga paralelo también es alto, la operación de carga paralela se puede activar.Este modo de operación hace que el 74HC165 sea más flexible y eficiente al leer señales de entrada.

- Salida en serie: 74HC165 tiene un pin de salida en serie (QH), que puede convertir la señal de entrada en una señal de salida en serie.Las señales de salida se leen en el mismo orden que las señales de entrada.

- Entrada paralela: 74HC165 tiene 8 pines de entrada paralelos (A-H), que pueden leer 8 señales de entrada al mismo tiempo.Estas señales de entrada pueden ser señales digitales o señales analógicas.

- Operación de cambio: 74HC165 puede leer y almacenar señales de entrada a través de operaciones de cambio.Esta operación se controla mediante una señal de reloj (SH/LD) y una señal de Actividad de reloj (CLKinh).Cuando la señal de habilitación de reloj está en un nivel alto, se realiza la operación de cambio;Cuando la señal de habilitación del reloj está en un nivel bajo, la operación de cambio está deshabilitada.

Diagrama lógico de 74HC165

"H" indica un nivel alto ", l" indica un nivel bajo, "H" indica un nivel alto cuando el reloj es un borde ascendente, "L" indica un nivel bajo cuando el reloj es un borde ascendente y "Q"Indica el estado de salida cuando el reloj es un borde ascendente."↑" indica un borde ascendente.

Principio de trabajo de 74HC165

El principio de funcionamiento de 74HC165 se basa en el diseño de un registro de turno.Utiliza cuatro pines de entrada (Ser, SRCLK, RCLK, OE) para implementar la entrada en serie y la salida paralela de datos.Impulsado por la señal del reloj, los datos ingresan el registro bit por bit a través del pin de entrada en serie SER.Cada vez que se produce un borde ascendente en la señal del reloj, los datos se desplazan un bit a la izquierda y el bit más alto desplazado se ingresa en la cascada o se pasa al siguiente registro de cambio.Este mecanismo permite que el 74HC165 procese de manera eficiente los datos en serie y los convierta en salida paralela, facilitando así el procesamiento del circuito posterior.

Condiciones de operación recomendadas de 74HC165

Los voltajes se hacen referencia a GND (tierra = 0V)

Precauciones para usar 74HC165

Al usar 74HC165, debemos prestar atención a los siguientes puntos:

- Fuente de energía y conexión a tierra: debemos asegurarnos de proporcionar una fuente de alimentación estable y adecuada al 74HC165 y asegurarnos de que esté bien conectado a tierra.La fuente de alimentación inestable o la mala conexión a tierra pueden hacer que el chip funcione de manera anormal.

- Señal de entrada: debemos asegurarnos de que la entrada de la señal al 74HC165 esté dentro del rango especificado para evitar entradas anormales, como sobretensión y sobrecorriente.La entrada anormal puede causar daños en el chip o operación inestable.

- Cambio entre la entrada en serie y la lectura paralela: al cambiar la entrada en serie y los modos de lectura paralela de 74HC165, debemos prestar atención al estado de nivel de la entrada PL (lectura paralela).Necesitamos asegurarnos de establecer la entrada PL en el nivel correcto antes de cambiar y seguir la secuencia correcta de operaciones.

- Uso en cascada: si se necesitan múltiples 74HC165s en cascada, debemos asegurarnos de que la conexión en cascada sea precisa y seguir el reloj correcto y habilitar los métodos de control.Además, vale la pena señalar que el intervalo de tiempo entre el borde ascendente del pin CP y la salida de datos puede variar entre 74HC165 chips producidos por diferentes fabricantes.Si el retraso es insuficiente, se pueden leer datos incorrectos.

- Temperatura y embalaje: 74HC165 tiene requisitos específicos de rango de temperatura y debe garantizarse para usarse dentro del rango de temperatura de funcionamiento recomendado.Además, al seleccionar 74HC165, debemos elegir el tipo de paquete apropiado en función de los requisitos de aplicación específicos, como el paquete dual en línea (DIP) o el paquete portador de chips de plástico (PLCC).

- Protección electrostática: 74HC165 es un dispositivo sensible electrostático, por lo que debemos tomar medidas de protección electrostática apropiadas durante el manejo, el almacenamiento y la instalación para evitar daños electrostáticos.

¿Cuál es el papel de 74HC165?

Como entrada en serie o registro de cambio de salida paralelo, 74HC165 tiene principalmente las siguientes funciones:

- Detección de estado: 74HC165 se puede usar para detectar el estado de múltiples interruptores o sensores.Al conectar la salida de un interruptor o sensor al pin de entrada del 74HC165, sus cambios de estado se pueden monitorear en tiempo real.Esto es muy útil en aplicaciones como el control de automatización, las alarmas de seguridad y el monitoreo de los instrumentos.

- Escaneo del teclado: 74HC165 se puede usar para escanear y detección de la entrada del teclado.Al ingresar las señales de la fila y la columna del teclado en el chip 74HC165 bit por bit, podemos detectar si una tecla se presiona de acuerdo con una secuencia de escaneo fijo y leer el código de tecla correspondiente.Esta función se usa ampliamente en teclados de computadora, paneles de control y otras aplicaciones, mejorando efectivamente la velocidad de respuesta y la precisión de la entrada del teclado.

- Expansión de entrada de datos: 74HC165 puede ampliar el número de puertos de entrada de los circuitos digitales.A través del pin de entrada en serie, podemos ingresar múltiples señales desde dispositivos o sensores externos en el chip 74HC165 para su procesamiento.Esto es útil para sistemas que necesitan recibir una gran cantidad de señales de entrada, como teclados, paneles de control e interruptores.

- Recopilación y almacenamiento de datos: 74HC165 puede almacenar datos de entrada en serie de acuerdo con cierto momento.Cuando se completan todas las operaciones de entrada de datos, a través del pin de salida paralelo, podemos leer los datos almacenados simultáneamente.Esta característica hace que la adquisición de datos y el proceso de almacenamiento sean más convenientes y eficientes, por lo que el 74HC165 se ha utilizado ampliamente en muchas aplicaciones, como registradores de datos, analizadores lógicos e interfaces de sensores.

¿Cómo cambiar entre entrada en serie y lectura paralela de 74HC165?

La entrada en serie y los modos de lectura paralela del 74HC165 se pueden cambiar cambiando el estado de nivel de la entrada PL (carga paralela).Cuando la entrada PL es baja, el 74HC165 está en modo de lectura paralelo.En este momento, el puerto de entrada de datos paralelos de D0 a D7 leerá datos en el registro de forma asincrónica.En este modo, los datos se pueden cargar en registros en paralelo, habilitando lecturas de datos rápidos.

Cuando la entrada PL es alta, el 74HC165 cambia al modo de entrada en serie.En este punto, los datos se serializarán bit a partir de la entrada de DS (datos serie) al registro, cambiando un bit a la derecha en el borde ascendente de cada pulso del reloj.En este modo, los datos ingresan al registro bit a bit de manera serie, y se realiza una operación de cambio dentro del registro, realizando la entrada en serie y el almacenamiento de datos.

Por lo tanto, al controlar el estado de nivel del terminal de entrada PL, puede cambiar fácilmente entre la entrada en serie y los modos de lectura paralela para adaptarse a las diferentes necesidades de la aplicación.Cabe señalar que antes del borde ascendente de PL, las entradas CP (pulso del reloj) y CE (Activación del reloj) deben establecerse en alto nivel para evitar que los datos cambien en el estado activo de PL.Además, la entrada del reloj del 74HC165 también tiene una estructura cerrada, una de las cuales puede usarse como una entrada de Activo Active-Low Clock (CE).Esta estructura proporciona una mayor flexibilidad, lo que permite a los usuarios elegir el reloj y permitir métodos de control basados ​​en requisitos de aplicación específicos.

Preguntas frecuentes [Preguntas frecuentes]

1. ¿Para qué se usa 74HC165?

El 74HC165 es un registro de turno con ocho entradas paralelas: le permite probar simultáneamente ocho pines de entrada, y luego leer el resultado un bit a la vez.En otras palabras, es una manera fácil de expandir el número de pines de entrada para su microcontrolador.El registro de turnos tiene dos estados: muestreo y cambio.

2. ¿Cuál es la diferencia entre 74HC165 y 74HC595?

El 74HC165 se puede usar para conectar hasta 8 entradas (por ejemplo, interruptores) a solo unos pocos GPIO.El 74HC595 se puede usar para conectar hasta 8 salidas (por ejemplo, LED) a solo unos pocos GPIO.Para un recién llegado, la principal distinción en los registros de turno es probablemente en paralelo en/serie (PISO) y en serie en/paralelo (SIPO).

3. ¿Cuál es la entrada en serie de 74HC165?

74HCT165 son registros en serie de 8 bits o paralelo/saliente de serie.El dispositivo presenta una entrada de datos en serie (DS), ocho entradas de datos paralelas (D0 a D7) y dos salidas en serie complementarias (Q7 y Q7).

4. ¿Cómo funciona 74HC165?

El 74HC165 es un paralelo de 8 bits en el registro de turno de serie (PISO).Puede usar PISO para leer el estado de 8 pines usando solo tres pines en el Arduino Uno.El registro de cambio 74HC165 se usa para aumentar el número de pines de entrada para Arduino.