數(shù)字電路-芯片-74HC165

一、74HC165 的基本使用步驟

74HC165 是個(gè)并行輸入串行輸出的邏輯芯片，了解一款芯片都是從它的 datasheet 開始，下面以 NXP 公司 74HC165 為例進(jìn)行介紹。
先看下該芯片 datasheet 的總體描述：

74HC165/74HCT165 是一個(gè) 8 位串行或并行輸入，串行輸出的移位寄存器。具有一個(gè)串行輸入（DS 引腳），8 個(gè)并行數(shù)據(jù)輸入（D0 到 D7）和兩個(gè)互補(bǔ)串行輸出的功能。當(dāng) PL 引腳為低時(shí)，D0-D7 端的數(shù)據(jù)進(jìn)入移位寄存器。當(dāng) PL 引腳為高時(shí)，數(shù)據(jù)從 DS 引腳串行進(jìn)入寄存器。當(dāng) CE 引腳為低時(shí)，使能時(shí)鐘，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘 CP 上升時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行移位。當(dāng) CE 引腳為高時(shí)，失能時(shí)鐘，時(shí)鐘輸入無效

我們再結(jié)合芯片的功能框圖來理解工作過程：

從上圖可以看出，PL 引腳控制并行數(shù)據(jù)的獲取，低電平有效，數(shù)據(jù)進(jìn)入 8 位移位寄存器，再由 CP 和 CE 兩個(gè)引腳配合控制移位寄存器里的數(shù)據(jù)從 Q7 引腳串行輸出。

再看看芯片真值表：

第一個(gè)紅色框是并行加載數(shù)據(jù)的，只要 PL 為低電平即可；

第二個(gè)藍(lán)色框是串行移位，此時(shí)要求 PL 為高電平，CE 為低電平，Q0~Q6 在 CP 每來一個(gè)上升沿時(shí)依次往 Q7 移位；

第三個(gè)紫色框是保持當(dāng)前狀態(tài)輸出。

芯片時(shí)序圖：

還有一個(gè)重要的信息，就是芯片的引腳定義：

從芯片的描述，我們可能還不是很清楚具體的工作原理以及過程，下面圖文并茂為大家詳細(xì)講述下。

最后對如何驅(qū)動(dòng) 74HC165 總結(jié)幾個(gè)步驟：

1、引腳 1（PL）為低電平，獲取并行數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)移入移位寄存器；

2、將引腳 1 置為高電平，停止并行數(shù)據(jù)輸入；

3、引腳 15（OE）為低電平，使能時(shí)鐘輸入；

4、時(shí)鐘 CP 每產(chǎn)生一個(gè)上升沿，移位寄存器中的數(shù)據(jù)從高位（Q6）到低位（Q0）依次移出到 Q7。

二、74HC165 的級聯(lián)

74HC165 其實(shí)和 74HC595 一樣，也有級聯(lián)功能，74HC595 相關(guān)知識(shí)在之前文章中有整理過，詳見（數(shù)字電路 - 芯片 -74HC595，數(shù)字電路 - 芯片 -74HC595）這里說下 74HC165 的級聯(lián)。

前面基礎(chǔ)篇也講到 74HC165 是個(gè)并行輸入轉(zhuǎn)串行輸出的邏輯芯片，該芯片除了串行輸出外還有一個(gè)串行輸入引腳，74HC165 的級聯(lián)功能就使用到這個(gè)串行輸入引腳，也就是引腳 10（DS）：

下面就講下 74HC165 級聯(lián)的原理：

從前面的兩篇 74HC165 文章知道，74HC165 并行轉(zhuǎn)串行是通過移位寄存器實(shí)現(xiàn)的，當(dāng) PL 為低電平時(shí)，并行數(shù)據(jù)（8bit）進(jìn)入移位寄存器，當(dāng) PL 為高時(shí)，進(jìn)入移位寄存器的數(shù)據(jù)就從 DS 引腳進(jìn)入寄存器，然后在每個(gè)時(shí)鐘的上升沿往輸出引腳 Q7 移一位。根據(jù)這個(gè)原理，只要把輸出 Q7（引腳 9）連到下一級 74HC165 的 DS 引腳（引腳 10）即可實(shí)現(xiàn)級聯(lián)功能，如下圖：

最后再以圖文并茂的方式總結(jié)下 74HC165 級聯(lián)后的工作過程，如下圖：

三、74HC165 級聯(lián)編程

前面的文章已詳細(xì)講述了 74HC165 級聯(lián)的原理和工作過程，下面以兩片 74HC165 級聯(lián)來檢測 16 個(gè)輕觸按鍵的狀態(tài)為例，當(dāng)按鍵被按下時(shí)點(diǎn)亮對應(yīng)的 LED。

級聯(lián)電路如下：

? 直接貼出代碼，相應(yīng)的語句已做好注釋：
/*** 74hc165.h ***/
#ifndef _74HC165_H
#define _74HC165_H

#include "allhead.h"

sbit HC165_PL = P2^5; //PL 并行數(shù)據(jù)輸入使能，低電平有效
sbit HC165_CLK = P2^7;//CP 時(shí)鐘，上升沿觸發(fā)
sbit HC165_OUT = P2^4; //Q7 串行數(shù)據(jù)輸出
sbit HC165_CE = P2^6;//CE 時(shí)鐘使能，低電平有效

void _74hc165_init(void);
void _74hc165_read_2byte(uchar date[2]);

#endif
/*** 74hc165.c ***/

#include "74hc165.h"http:// 初始化

74hc165void _74hc165_init(void){

HC165_CE = 0; // 初始化使能時(shí)鐘，后面就不需再使能

HC165_PL = 1; //PL 拉高，不讀取按鍵狀態(tài)

HC165_CLK = 1; // 時(shí)鐘拉高，便于產(chǎn)生上升沿}

// 讀取兩個(gè) 74HC165 級聯(lián)

void _74hc165_read_2byte(uchar date[2])

{ ?uchar i;

uint temp = 0;

HC165_PL = 0; //PL 拉低，讀取按鍵狀態(tài)

HC165_PL = 1; //PL 拉高，停止按鍵讀取

if(HC165_OUT == 1) ? ? ? ?// 等于 1 即并行輸入 D7 引腳的按鍵被按下

temp |= 0x01; ? ? ? ? // 最低位置 1 表示按鍵被按下，反之則沒按鍵被按下

for(i = 0; i < 15; i ++) ?// 因?yàn)樽罡呶徊挥靡莆患纯勺x取，故循環(huán)(16-1)次，依次把次高位移到最高位，第一級 74HC165 優(yōu)先讀取

{

temp = temp << 1;

HC165_CLK = 0; //HC165_CLK = 0 ——> HC165_CLK = 1 產(chǎn)生上升沿，次高位 D(n-1)移到高位 D(n) ? ?_nop_(); ? ?_nop_(); ? ?HC165_CLK = 1;

if(HC165_OUT == 1)

temp |= 0x01;

}// 將 16 位數(shù)據(jù)分離為兩個(gè) 8 位數(shù)據(jù)

date[0] = (uchar)(temp & 0x00ff);// 第二級 74HC165 的數(shù)據(jù)

date[1] = (uchar)((temp >> 8) & 0x00ff);// 第一級 74HC165 的數(shù)據(jù)}

四、74HC165、74HC164、74HC595 簡單對比

74HC164、74HC595 這兩款芯片都具有串行輸入，并行輸出的功能，最大的不同點(diǎn)在于 74HC164 沒有鎖存功能。因此，在做數(shù)碼管的輸出顯示的時(shí)候 74HC164 會(huì)出現(xiàn)拖影的想象，在設(shè)計(jì)此電路時(shí)要注意考慮此情況。另外 74HC165 與 74HC164 型號上十分相似，但是兩者功能相反，74HC165 主要是并行輸入，串行輸出的功能。