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U74AHC164G 发布时间 时间:2025/12/27 8:37:44 查看 阅读:18

U74AHC164G是一款高速CMOS逻辑器件,属于AHC系列的8位串行输入、并行输出移位寄存器。该芯片广泛应用于需要将串行数据转换为并行数据的数字系统中,特别适合微控制器I/O端口扩展、LED显示驱动、以及其他串行至并行数据转换场景。该器件采用先进的硅栅CMOS技术制造,具备高速性能和低功耗特性,兼容TTL电平接口,适用于多种工业、消费类和通信电子设备。
  该芯片包含两个串行数据输入端(A和B),通过一个内部的AND门组合使用,允许用户在设计中灵活控制数据输入方式。时钟信号(CLK)上升沿触发数据移位操作,确保与大多数微处理器和微控制器的同步兼容性。此外,它还配备了一个异步低电平有效的清零输入(CLR),可在任何时候将所有输出置为低电平,便于系统初始化或错误恢复。U74AHC164G通常采用14引脚SOIC、TSSOP或PDIP封装,工作电压范围为2V至5.5V,支持宽温度范围,增强了其在不同环境下的适用性。

参数

型号:U74AHC164G
  类型:8位串行输入并行输出移位寄存器
  电源电压:2V ~ 5.5V
  最大时钟频率:50MHz(典型值,VCC = 5V)
  传播延迟:约8ns(VCC = 5V,负载=50pF)
  静态电流:最大1μA(典型待机电流)
  输出驱动能力:±4mA(VCC = 5V)
  工作温度范围:-40°C ~ +85°C
  输入电平兼容性:TTL兼容
  封装形式:SOIC-14、TSSOP-14、PDIP-14

特性

U74AHC164G的核心功能是实现串行到并行的数据转换,其内部由八个D型触发器级联构成,形成一个8位移位寄存器。在每个时钟上升沿到来时,输入数据从A和B端经过AND门进入第一位触发器,并逐级向后移动,最终在Q0到Q7八个输出端上依次呈现并行数据。这种结构非常适合用于节省微控制器的GPIO资源,例如在多位数码管、点阵LED或继电器阵列控制中,仅需两个引脚(数据线和时钟线)即可控制多达8个输出设备。
  该器件的一个显著特点是双数据输入端A和B的设计。这两个输入通过一个与门连接到第一级触发器,意味着只有当A和B同时为高电平时,输入才为高。这一设计允许用户使用其中一个输入作为数据使能控制,从而在不改变主控程序逻辑的情况下实现数据屏蔽或同步控制。例如,可将B端接高电平作为常使能,A端接收实际串行数据,简化了外部逻辑。
  AHC系列基于先进的CMOS工艺,具有极低的静态功耗,非常适合电池供电或对功耗敏感的应用。同时,其传输延迟短,运行速度快,在5V供电下可支持高达50MHz的时钟频率,能够满足高速通信需求。此外,该芯片具备高抗噪能力,输入端带有施密特触发器(部分版本可能无此特性,需查具体数据手册),有助于在噪声环境中稳定工作。
  U74AHC164G的异步清零功能(CLR)为低电平有效,一旦激活,会立即清除所有寄存器内容,无论时钟状态如何。这一特性在系统启动或故障恢复时非常有用,可以确保输出处于已知的安全状态。值得注意的是,清零操作不会影响时钟或数据输入,系统可在清零释放后继续正常移位操作。该芯片输出为标准推挽结构,具备较强的驱动能力,可直接驱动LED或其他低功率负载,减少了对外部驱动电路的需求。

应用

U74AHC164G广泛应用于各类需要I/O扩展的嵌入式系统中。最常见的用途之一是LED显示驱动,例如在多位七段数码管或LED点阵屏中,通过级联多个U74AHC164G实现动态扫描控制,仅使用微控制器的两个或三个引脚即可驱动数十个LED。此外,在工业控制面板、仪器仪表、家用电器等人机交互界面中,该芯片可用于指示灯、状态灯的管理,降低主控芯片的负担。
  在通信接口扩展方面,U74AHC164G可用于SPI或类似串行协议的解码器,将来自主机的串行命令转换为并行控制信号,用于选择外设、配置开关或控制多路复用器。由于其TTL兼容性和宽电压工作范围,它也常被用于老式系统升级或混合信号系统中,作为逻辑电平转换和缓冲的桥梁。
  在教育和原型开发领域,该芯片因其逻辑清晰、使用简单而受到欢迎。学生和工程师可通过其实现基本的串行通信实验、移位寄存器级联练习以及数字系统设计训练。此外,它还可用于构建简单的串行数据采集系统或时序控制电路,如流水灯、顺序启动器等。
  在自动化设备中,U74AHC164G可用于驱动继电器模块、电磁阀或传感器使能信号,实现低成本的多通道控制。由于其输出可直接驱动小功率负载,且具备良好的电气隔离特性(配合光耦使用),因此在工业PLC扩展模块或远程I/O单元中也有广泛应用。

替代型号

74AHC164PW,74AHC164DB,SN74AHC164N

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