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Der 74HC165 ist ein 8-Bit-Schiebeeingangsregister, das parallele Daten in serielle Daten umwandelt. Es wird häufig in digitalen Systemen verwendet, wenn es notwendig ist, die Anzahl der Eingänge eines Mikrocontrollers oder Mikroprozessors zu erhöhen. Es ermöglicht die gleichzeitige Eingabe und serielle Übertragung von acht Bits, was die Entwicklung elektronischer Schaltungen erheblich vereinfacht. Der 74HC165 wird in elektronischen Anwendungen wie Mikrocontroller-Eingangserweiterungen, seriellen Schnittstellen, Matrix-Tastaturen und mehr eingesetzt. Wie ist er aufgebaut? Welche elektrischen Parameter hat er?
Aufbau des 74HC165
Der 74HC165 besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten, die zusammenarbeiten, um seine Funktionalität zu gewährleisten. Jede dieser Komponenten hat eine bestimmte Funktion, so dass das Gerät unter verschiedenen Bedingungen effektiv arbeiten kann.
Parallele Eingänge (D0-D7)
Die parallelen Eingänge D0-D7 sind die Hauptdateneingänge, über die acht Datenbits gleichzeitig in das Register eingefügt werden können. Jeder Eingang entspricht einem Datenbit und wird verwendet, um Informationen in das Register zu laden.
Serieller Ausgang (Q7)
Der serielle Ausgang Q7 ist der Punkt, an dem die Daten im seriellen Format aus dem Register herausgeschoben werden. Die Registerdaten werden Bit für Bit übertragen, was die Kommunikation mit den Mikrocontrollern über ein einziges Datenkabel ermöglicht.
Takteingang (CP)
Der CP-Takteingang steuert das Timing der Datenbewegung im Register. Mit jeder steigenden Flanke des Taktsignals werden die Daten im Register um eine Stelle verschoben, so dass die Daten sequentiell von den parallelen Eingängen gelesen werden können.
Paralleler Ladeeingang (EN)
Mit dem parallelen Ladeeingang PL können alle acht Datenbits gleichzeitig über die parallelen Eingänge in das Register geladen werden. Wenn Sie diesen Eingang aktivieren, werden Daten von den parallelen Eingängen in das Register übertragen.
Taktsteuerungseingang (CE)
Der CE-Taktsteuereingang ermöglicht die Steuerung des Taktsignals. Wenn der CE-Eingang aktiv ist, wird das Taktsignal an das Register weitergeleitet, so dass die Daten verschoben werden können. Die Deaktivierung des CE blockiert das Taktsignal und stoppt die Datenübertragung.
Serieller Eingang (DS)
Über den seriellen Eingang DS können Sie serielle Daten in das Register eingeben. Die Daten werden Bit für Bit eingegeben, während die Daten durch das Register wandern, so dass das Register über ein serielles Signal aktualisiert werden kann.
Ausgang Q7'
Der Q7′-Ausgang ist ein zusätzlicher serieller Ausgang, der oft verwendet wird, um mehrere Register miteinander zu verketten, wodurch längere Schieberegister erstellt werden können.
Elektrische Eigenschaften des 74HC165
Der Chip kann mit Versorgungsspannungen von 2 V bis 6 V betrieben werden, was eine breite Palette von Anwendungen in verschiedenen Energiesystemen ermöglicht. Der maximale Ausgangsstrom beträgt ±25 mA und ermöglicht eine sichere Steuerung von Signalen ohne das Risiko einer Beschädigung des Schaltkreises. Der statische Strom beträgt 80 µA, was typisch für digitale Schaltungen ist und einen niedrigen Stromverbrauch im Ruhezustand ermöglicht.
Andere elektrische Parameter
Die Laufzeit beträgt 16 ns bei 5 V, was eine schnelle Signalverarbeitung gewährleistet. Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -40°C bis +85°C, so dass das System unter einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen eingesetzt werden kann. Die Eingangskapazität beträgt 3,5 pF, was die Auswirkungen auf die Eingangssignale minimiert und einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb gewährleistet.
Anwendungen des 74HC165
Serielle Schnittstellen
Diese Schaltung wird in seriellen Schnittstellen verwendet, bei denen die Umwandlung von parallelen Daten in serielle Daten für die Kommunikation mit anderen Schaltungen unerlässlich ist. Dies ermöglicht eine effiziente Datenübertragung über große Entfernungen mit einer minimalen Anzahl von Leitungen.
Matrix-Tastaturen
Der 74HC165 wird in Matrix-Tastaturen verwendet, bei denen jede Taste durch eine eigene Leitungsverbindung repräsentiert wird. Das Layout ermöglicht es, den Status mehrerer Tasten gleichzeitig abzulesen, was für den korrekten Betrieb der Tastatur entscheidend ist.
Messsysteme
In Messsystemen wird der 74HC165 verwendet, um Daten von mehreren Sensoren zu sammeln. Durch die Umwandlung von parallelen in serielle Daten können Informationen leicht erfasst und an die Zentraleinheit übertragen werden.
Industrielle Kontrollsysteme
Diese Schaltung wird in industriellen Kontrollsystemen verwendet, bei denen mehrere Eingangssignale überwacht werden müssen. Der 74HC165 ermöglicht eine effiziente Datenerfassung von verschiedenen Sensoren und Schaltern.
LED-Anzeigen
In Systemen mit LED-Anzeigen wird der 74HC165 zur Steuerung einer großen Anzahl von LEDs verwendet. Durch die Umwandlung von parallelen Daten in serielle Daten ist eine präzise Steuerung jedes Pixels des Displays möglich.
Überwachungssysteme
Die Schaltung wird in Überwachungssystemen eingesetzt, bei denen es notwendig ist, Daten von mehreren Sensoren zu sammeln. Der 74HC165 ermöglicht die Erfassung und Übertragung von Daten an ein zentrales System.
Automobilanwendungen
In Automobilanwendungen wird der 74HC165 zur Überwachung verschiedener Eingangssignale verwendet, wie z.B. dem Status von Türen, Sicherheitsgurten oder Lichtern. Das System ermöglicht es, diese Daten effizient zu sammeln und an ein zentrales System zu übertragen, was für den Betrieb moderner elektronischer Systeme in Fahrzeugen entscheidend ist.
Nutzerbewertungen und Preis
Der 74HC165 wird von den Benutzern für seine Zuverlässigkeit, Benutzerfreundlichkeit und breite Anwendung hoch bewertet. Viele heben seine Fähigkeit hervor, die Anzahl der Mikrocontroller-Eingänge effektiv zu erweitern und seinen geringen Stromverbrauch. Der Preis des 74HC165 liegt bei etwa 1 Euro pro Stück, je nach Lieferant und Bestellmenge. Die Benutzer schätzen auch die Langlebigkeit und Stabilität unter verschiedenen Betriebsbedingungen.
Zusammenfassung
Der 74HC165 ist ein vielseitiger und leistungsfähiger Chip, der aufgrund seiner herausragenden Leistung eine breite Palette von Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Technik gefunden hat. Das Design umfasst parallele Eingänge, einen seriellen Ausgang, einen Takteingang, einen parallelen Ladeeingang, einen Taktsteuerungseingang, einen seriellen Eingang und einen Q7′-Ausgang.
