U74HC164G 时间：2025/12/27 7:19:12 阅读：15

U74HC164G是一款高速CMOS逻辑8位串行输入、并行输出移位寄存器，采用先进的硅栅CMOS技术制造，具有与低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列兼容的性能。该器件包含一个8位移位寄存器和一个8位输出锁存器，允许在时钟运行期间保持输出状态不变。数据通过两个串行输入（A和B）进入移位寄存器，在每个时钟上升沿时被依次移入。A和B输入端内部通过一个AND门连接，使得只有当两个输入都为高电平时，数据才被视为有效高电平；若任一输入为低，则视为低电平输入。这种设计提高了抗噪声能力，并支持多器件级联应用。
　　该芯片广泛应用于需要将串行数据转换为并行输出的系统中，如LED显示驱动、远程I/O扩展、串行到并行数据转换接口等场景。U74HC164G工作电压范围宽，通常在2V至6V之间，适合电池供电及多种数字系统环境。其高输入阻抗和低静态功耗特性使其在便携式设备和低功耗应用中表现出色。封装形式一般为14引脚SOIC或PDIP，便于在各种PCB布局中使用。此外，该器件具备高抗干扰能力和良好的热稳定性，可在工业级温度范围内可靠运行。

参数

类型：8位串行输入并行输出移位寄存器
　　技术系列：HC
　　电源电压范围：2V ~ 6V
　　最大时钟频率：>50MHz（典型值，取决于电源电压）
　　逻辑电平兼容性：TTL兼容输入
　　输出类型：推挽式CMOS输出
　　输出电流：±4mA（在VCC = 5V时）
　　传播延迟时间：约20ns（典型值，VCC=5V）
　　工作温度范围：-40°C ~ +85°C
　　封装形式：SOIC-14 或 PDIP-14
　　引脚数：14
　　低功耗静态电流：几微安级别（典型）
　　上升沿触发时钟：是
　　异步清零功能：有（低电平有效）

特性

U74HC164G的核心特性之一是其高效的串行至并行数据转换能力。该器件内部由8个D型触发器构成的移位寄存器组成，能够在每个时钟上升沿将输入数据逐位移入。由于采用CMOS工艺，它具有极低的静态功耗，非常适合用于对功耗敏感的应用场合，例如嵌入式系统、手持设备以及远程传感器节点。同时，其宽电压工作范围（2V~6V）使得它可以灵活地与不同电压等级的微控制器或处理器配合使用，无需额外的电平转换电路。
　　另一个重要特性是其双串行数据输入结构（A和B），这两个输入通过内部AND门组合，增强了信号的有效性和抗干扰能力。这意味着只有当A和B同时为高电平时，输入才被认为是逻辑高，否则视为低电平。这一机制有助于抑制噪声引起的误触发，提升系统可靠性。此外，芯片内置异步清零功能（CLR引脚），当该引脚被拉低时，无论时钟状态如何，移位寄存器都会立即清零，确保系统初始化或错误恢复时能够快速复位。
　　U74HC164G还具备高输出驱动能力，在5V供电下可提供高达±4mA的输出电流，足以直接驱动LED或小型负载，减少了对外部驱动电路的需求。其推挽式CMOS输出结构避免了上拉电阻的必要性，简化了外围设计。同时，该器件具有良好的电磁兼容性（EMC）表现和高噪声容限，适用于工业控制、汽车电子等电磁环境复杂的场景。
　　由于其标准引脚排列和广泛的应用基础，U74HC164G与其他厂商生产的74HC164器件（如SN74HC164N、CD74HC164E等）具有良好的互换性。这使得设计人员在选型和替换过程中更加灵活。此外，该芯片支持菊花链连接方式，多个U74HC164G可以级联使用，实现更多位数的并行输出扩展，极大提升了系统的可扩展性。

应用

U74HC164G常用于各类需要串行转并行数据转换的数字系统中。最常见的应用场景之一是LED数码管或点阵显示屏的驱动。由于微控制器的I/O引脚资源有限，使用U74HC164G可以通过仅占用两个或三个GPIO引脚（数据、时钟、清零）来控制多达8个LED或段码，显著节省主控资源。在多组显示系统中，可通过级联多个U74HC164G实现多位数显示控制，广泛应用于仪表盘、家用电器面板、工业状态指示灯等设备。
　　在嵌入式系统和单片机应用中，该芯片也常被用作通用I/O扩展器。例如，在Arduino或STM32等开发平台中，当GPIO数量不足时，可通过SPI-like协议（非标准SPI，但类似）向U74HC164G发送数据，从而扩展出额外的并行输出端口，用于控制继电器、蜂鸣器、传感器使能信号等外设。
　　此外，U74HC164G适用于远程数据传输系统中的串行通信接口缓冲。在长距离通信中，串行数据流可通过此芯片在接收端转换为并行格式，供后续逻辑电路处理。其高抗干扰能力和稳定的工作特性使其适合在工业自动化、楼宇控制系统中作为分布式I/O模块的一部分。
　　在教育和实验领域，U74HC164G因其原理清晰、使用简单而成为数字电路教学的经典器件，常用于讲解移位寄存器、时序逻辑、同步与异步控制等核心概念。