[Tìm hiểu] Thanh ghi dịch 8-Bit IC 74LS166

0
887

74LS166 là một vi mạch thanh ghi dịch 8-bit. Khi thiết bị có giao thức  truyền dữ liệu song song 8 bit cần gửi dữ liệu đến thiết bị nhận dữ liệu có giao thức nối tiếp (truyền nhận dữ liệu nối tiếp nhau trên cùng 1 đường truyền), thì chúng ta sử dụng một thanh ghi dịch 8 bit. 

Một IC 74LS166, có tám đầu vào dữ liệu song song, một đầu vào nối tiếp và một đầu ra nối tiếp. IC được tạo thành từ gần 77 cổng logic, có thiết kế mạch hơi phức tạp. 

Trong IC thanh ghi dịch, đầu vào dữ liệu sẽ được điều khiển bởi hai chân xung clock và một chân load/shift dữ liệu. Nó chỉ chuyển đổi dữ liệu khi chân load/shift ở mức CAO và các chân xung nhịp đang có sự thay đổi xung nhịp từ mức CAO đến THẤP. 

SN54 / 74LS166 có nhiều dạng package với tương thích tín hiệu TTL, đáp ứng hầu hết mọi yêu cầu phần cứng và phù hợp để giao tiếp với các thiết bị thích ứng TTL khác.

Sơ đồ IC thanh ghi dịch 74LS166

Sơ đồ IC thanh ghi dịch 74LS166

Các cấu hình chân cho thấy các chân khác nhau của IC 74LS166. Các màu khác nhau được sử dụng để phân biệt các chân đầu vào / đầu ra. Theo datasheet.

Chân Mô tả chi tiết
SERIAL IN Chân 1 Chân 1 là chân đầu vào nối tiếp dùng để nhận dữ liệu nối tiếp vào IC.
A Chân 2 Chân 2 đến Chân 5 là các chân đầu vào, được sử dụng để nhập 4 bit đầu tiên của dữ liệu song song 8 bit.
B Chân 3
C Chân 4
D Chân 5
CLOCK INHIBIT Chân 6 Chân 6 là chân ức chế xung nhịp; nó được sử dụng để điều khiển tín hiệu xung nhụp. Là chân tích cực mức thấp.
CLOCK Chân 7 Chân 7 là chân đầu vào xung clock dùng để thay đổi trạng thái của vi mạch theo thời gian.
GND Chân 8 Chân 8 là chân nối đất dùng làm nối đất chung của IC với thiết bị cấp nguồn, thiết bị thu phát.
CLEAR Chân 9 Chân 9 là một chân xóa được sử dụng để thiết lập lại dữ liệu đầu ra và tất cả dữ liệu được lưu trữ nội bộ.
E Chân 10 Chân 10 đến 12 được sử dụng làm đầu vào 3-bit còn lại của dữ liệu song song 8-bit 
F Chân 11
G Chân 12
SERIAL OUT Chân 13 Chân 13 là chân đầu ra nối tiếp dùng để nhận dữ liệu 8 bit song song được chuyển đổi ở dạng dạng nối tiếp.
H Chân 14 Chân 14 là bit có trọng số thấp nhất trong dữ liệu song song 8 bit.
SHIFT/ LOAD Chân 15 Chân 15 là chân cho phép của IC, sau khi kích hoạt chân cho phép đầu vào song song và nối tiếp 8 bit sẽ dịch chuyển theo từng xung clock.
VCC Chân 16 Chân 16 là chân cấp nguồn cho IC.

Nguyên lý hoạt động của IC 74LS166

IC 74LS166 được làm từ 77 loại cổng logic khác nhau, trong đó một số được sử dụng làm bộ chuyển đổi và một số được sử dụng làm flip flop. Mạch được tích hợp cuối cùng của 74LS166 có 16 chân, trong đó có 4 chân điều khiển trong IC. 

Trong hai chân đầu tiên (7,6), một chân được sử dụng để cung cấp xung nhịp cho các flip flops bên trong của vi mạch và chân còn lại CLOCK INHIBIT được sử dụng để điều khiển xung nhịp. 

Nếu chân CLOCK INHIBIT được kích hoạt thì xung nhịp sẽ được đưa tới flip flops nếu không nó sẽ không ảnh hưởng tới IC. Ở chân điều khiển còn lại, chân CLEAR sẽ được dùng để xóa dữ liệu bên trong và bên ngoài. 

Chân CLEAR (9) sẽ xóa tất cả dữ liệu khỏi chân đầu ra và flipflops bên trong, nó là đầu vào tích cực mức thấp. Trong trường hợp trạng thái CLEAR được kích hoạt, dữ liệu của các chân điều khiển cũng sẽ bị xóa. 

Chân điều khiển cuối cùng Load / Shift được sử dụng để cho phép dữ liệu di chuyển từ các chân đầu vào sang các flipflops bên trong và dịch chuyển nó theo từng xung nhịp.

Nguyên lý hoạt động của IC 74LS166 

  • Bây giờ chúng ta hãy xem các chân đầu vào dữ liệu. Các chân này có tổng số 9 chân và 8 chân trong số chúng là đầu vào song song, chân cuối cùng được sử dụng cho đầu vào nối tiếp.
  • Trong trường hợp có dữ liệu 8 bit ở đầu vào song song, dữ liệu song song sẽ được ưu tiên hơn so với đầu vào nối tiếp và dữ liệu nối tiếp sẽ được dịch chuyển sau dữ liệu song song.
  • Trong SN54 / 74LS166, dữ liệu sẽ được di chuyển theo trình tự từ chân này sang chân khác trong IC, đó là lý do tại sao một số đầu ra sẽ phụ thuộc vào đầu ra flipflop bên trong, nhưng chân đầu ra nối tiếp sẽ chỉ cung cấp đầu ra cho flip flop cuối cùng trong IC.

Bảng trạng thái 74LS166 Thanh ghi dịch 8bit

Chỉ có một chân đầu ra và nó sẽ cho ra đầu ra tuân theo bảng trạng thái sau:

Đầu vào Đầu ra trạng thái bên trong Đầu ra
CLR SHIFT / Load CLK INHIBIT CLK NỐI TIẾP SONG SONG A B H
0 x x x x x L L L
1 x L L x x A0 B0 H0
1 L L Xung X A…h a b h
1 H L Xung H X H An Gn
1 H L Xung L X L An Gn
1 x H Xung X X A0 B0 H0

Như chúng ta có thể thấy từ bảng trạng thái, một số đầu ra phụ thuộc vào flip flops bên trong nhưng nó sẽ chỉ xảy ra trong trường hợp đầu vào nối tiếp ở các chức năng khác, còn trong trường hợp đầu vào song song, thì đầu ra sẽ giống như đầu vào nhưng ở dạng nối tiếp. Đó là do dòng dữ liệu dịch chuyển liên tục từ chân này sang chân kia.

Sơ đồ thời gian 74166

Sơ đồ thời gian 74166

Chức năng bên trong của vi mạch có thể được biểu diễn bằng sơ đồ thời gian sau :

Các ứng dụng của 74166

  • Nó được sử dụng như một mô-đun để chuyển đổi dữ liệu song song sang dữ liệu nối tiếp.
  • 74LS166 được sử dụng để tạo ra các chữ số khác nhau trên đèn LED.
  • Trong bộ kết nối bàn phím và chuột song song, vi mạch được sử dụng như một giao diện để giao tiếp giữa thiết bị ngoại vi với máy tính.

Các thanh ghi dịch thay thế và tương tự khác như: 74HC595 , CD4035 , CD4015 , CD4014

Ví dụ mạch sử dụng với 74LS166 

IC chủ yếu sử dụng để chuyển đổi dữ liệu song song sang nối tiếp giữa các thiết bị, nhưng ở đây chúng tôi sẽ sử dụng nó để làm một ví dụ nhỏ cho báo động cửa nhà. 

Trong IC 74LS166 đầu ra sẽ chỉ nhận được khi chân enable nhận xung thay đổi từ mức cao xuống thấp. Khi dữ liệu song song 8 bit và dữ liệu nối tiếp đã được dịch chuyển theo trình tự thì sẽ không có bất kỳ đầu ra nào cho đến khi chân (LOAD / SHIFT) nhận được một xung khác thay đổi từ CAO đến THẤP, đó là lý do tại sao chúng ta sử dụng vi mạch để thực hiện chỉ một lần khi nhận được một xung cạnh xuống duy nhất. 

Chúng tôi sẽ sử dụng còi và đèn LED để báo động. Mạch sẽ theo sơ đồ đã cho và ở đây thay vì cửa, chúng ta sẽ sử dụng nút nhấn, trong đó nút đang mở sẽ đại diện cho cửa đóng và nút được nhấn sẽ đại diện cho cửa mở. Đây là sơ đồ mạch ví dụ:

Trong mạch trên, còi và đèn LED kích hoạt 2 lần khi chúng ta nhấn nút, đó là do có trạng thái đầu vào logic. Khi thay đổi các trạng thái logic đầu vào, mạch có thể báo còi liên tục để kiểm tra có trộm và một số mục đích an ninh khác.

Các tính năng của thanh ghi dịch 74LS166

  • 74LS166 cho phép giao tiếp một chiều từ song song đến nối tiếp.
  • Việc ghi đè trực tiếp có thể xóa từ một xung đơn.
  • Dữ liệu truyền không đồng bộ theo từng xung clock.
  • 74LS166 có nhiều dạng package SOP, SOIC và PDIP đáp ứng yêu cầu cho hầu hết mọi yêu cầu phần cứng.
  • Do IC tương thích với tín hiệu TTL, đầu ra và đầu vào dựa trên TTL, đáp ứng mọi yêu cầu của ứng dụng.
  • Để biết thêm các tính năng, bạn có thể tải xuống datasgeet được cung cấp ở cuối bài viết.

Các thông số kỹ thuật của thanh ghi dịch

  • Đầu vào nguồn được khuyến nghị cho 74LS166 là 5,25V nhưng IC có thể hoạt động ở điện áp từ 4,75 đến 5V.
  • Dòng điện cung cấp lớn nhất là 38mA.
  • Dãy nhiệt độ hoạt động từ 0 đến 70 độ nhưng nó còn phụ thuộc vào các dạng package khác nhau.
  • Dòng điện ở đầu ra của IC là -0,4 ở trạng thái mức CAO và 8,0 ở trạng thái mức THẤP.
  • Bảo vệ bên trong của Clamp Diode bảo vệ lên đến 0.8V.
  • Điện áp tại các chân đầu vào phải tối đa là 2V cho trạng thái mức CAO và 0,7V cho trạng thái mức THẤP.

 

Tôi là một người làm việc trong lĩnh vực cơ khí, thiết bị công nghiệp....Blog là nơi tôi chia sẻ thông tin hữu ích đến các bạn đọc.
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments