深入解析 MC74HC164A：8 位串行输入/并行输出移位寄存器

在电子设计领域，移位寄存器是一种常用的数字电路元件，它能实现数据的串行输入和并行输出，在数据传输和处理中发挥着重要作用。今天，我们就来深入探讨安森美（onsemi）的 MC74HC164A 8 位串行输入/并行输出移位寄存器。

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一、MC74HC164A 概述

MC74HC164A 在引脚排列上与 LS164 相同，其输入与标准 CMOS 输出兼容，搭配上拉电阻后，还能与 LSTTL 输出兼容。它是一款 8 位串行输入到并行输出的移位寄存器，提供了两个串行数据输入 A1 和 A2，这样就可以将其中一个输入用作数据使能。数据在时钟的每个上升沿进入寄存器，低电平有效的异步复位会覆盖时钟和串行数据输入。

二、主要特性

2.1 输出驱动能力

具有 10 个 LSTTL 负载的输出驱动能力，能够直接与 CMOS、NMOS 和 TTL 接口，这使得它在不同类型的电路中都能很好地适配。

2.2 宽工作电压范围

工作电压范围为 2.0V 至 6.0V，这为设计提供了较大的灵活性，能适应不同的电源环境。

2.3 低输入电流

输入电流仅为 1μA，功耗较低，符合节能设计的需求。

2.4 高抗噪特性

具备 CMOS 器件的高抗噪特性，能在复杂的电磁环境中稳定工作。

2.5 符合标准

符合 JEDEC 标准 No. 7A 要求，芯片复杂度为 244 个 FET 或 61 个等效门。

2.6 环保设计

采用无铅、无卤化物/BFR 设计，符合 RoHS 标准，满足环保要求。

三、电气特性

3.1 最大额定值

符号	参数	值	单位
VCC	DC 电源电压	-0.5 至 +6.5	V
VIN	DC 输入电压	-0.5 至 VCC + 0.5	V
VOUT	DC 输出电压	-0.5 至 VCC + 0.5	V
lIN	DC 输入二极管电流，每引脚	+20	mA
lOUT	DC 输出二极管电流，每引脚	+25	mA
Icc	DC 电源电流，VCC 和 GND 引脚	+50	mA
TSTG	存储温度范围	-65 至 +150	°C
TL	引脚温度（距外壳 1mm 处，10 秒）	260	°C
TJ	结温	+150	°C

3.2 推荐工作条件

符号	参数	最小值	最大值	单位
VCC	DC 电源电压	2.0	6.0	V
Vin, Vout	DC 输入电压、输出电压	0	VCC	V
TA	工作温度，所有封装类型	-55	+125	°C
tr, tf	输入上升和下降时间	0	（不同 VCC 有不同值）	ns

3.3 直流电气特性

包含最小高电平输入电压、最大低电平输出电压、最大输入泄漏电流等参数，这些参数在不同的温度和电压条件下有不同的保证极限值，为电路设计提供了精确的参考。

3.4 交流电气特性

主要包括最大时钟频率、传播延迟时间、输入电容等参数。例如，在不同的电源电压下，最大时钟频率有所不同，VCC 为 6.0V 时，最大时钟频率可达 50MHz。

四、引脚描述

4.1 输入引脚

• A1、A2（引脚 1、2）：串行数据输入。要使高电平进入移位寄存器，A1 和 A2 输入都必须为高电平，这样就可以将其中一个输入用作数据使能输入。当只使用一个串行输入时，另一个必须连接到 VCC。
• Clock（引脚 8）：移位寄存器时钟。该引脚的正跳变将每个阶段的数据移到下一阶段，移位寄存器完全静态，允许时钟速率低至直流，可在连续或间歇模式下工作。

4.2 输出引脚

• QA - QH（引脚 3、4、5、6、10、11、12、13）：并行移位寄存器输出。移位后的数据以真实（非反相）形式出现在这些输出端。

4.3 控制输入引脚

• Reset（引脚 9）：低电平有效、异步复位输入。向该输入施加低电压会复位所有内部触发器，并将输出 QA - QH 设置为低电平状态。

五、时序要求

包括最小建立时间、最小脉冲宽度、最大输入上升和下降时间等参数，这些参数对于确保移位寄存器的正常工作至关重要。例如，A1 或 A2 到时钟的最小建立时间在不同的电源电压下有不同的值，VCC 为 6.0V 时，最小建立时间为 6ns。

六、封装与订购信息

MC74HC164A 有 SOIC - 14 和 TSSOP - 14 两种封装形式，每种封装都有相应的订购型号和标记信息。例如，MC74HC164ADR2G 采用 SOIC - 14 封装，标记为 HC164AG，每卷 2500 个。

七、总结

MC74HC164A 是一款功能强大、性能稳定的 8 位串行输入/并行输出移位寄存器，具有宽工作电压范围、低功耗、高抗噪等优点。在实际应用中，我们可以根据其电气特性和引脚功能，合理设计电路，以满足不同的需求。各位电子工程师在使用这款器件时，不妨多关注其时序要求和封装特点，以确保设计的可靠性和稳定性。大家在实际设计中有没有遇到过类似移位寄存器的应用难题呢？欢迎在评论区分享交流。