DM74LS165N — 8-битный сдвиговый регистр (параллельный вход / последовательный выход)

Описание

DM74LS165N — это 8-битный сдвиговый регистр с параллельной загрузкой и последовательным выходом, выполненный по TTL-технологии серии 74LS (Low-power Schottky). Микросхема производства Fairchild Semiconductor (ныне ON Semiconductor).

Принцип работы:

• Асинхронная параллельная загрузка — 8 бит данных загружаются с входов A–H по сигналу низкого уровня на входе SH/LD (Shift/Load).
• Синхронный последовательный сдвиг — данные сдвигаются по положительному фронту тактового сигнала CP (Clock).
• Последовательный ввод осуществляется через входы SER (J) и QH′ (K̅, инверсный), что позволяет использовать его как вход для каскадирования.
• Дополнительный вход CE (Clock Inhibit) — запрет тактирования.
• Инверсный последовательный выход QH̅.

Применения:

• Расширение портов ввода-вывода в микроконтроллерных системах
• Считывание матричных клавиатур
• Последовательная передача данных
• Каскадирование для увеличения разрядности (до 16, 24, 32 и т.д. бит)
• Сдвиговые регистры в системах сбора данных

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Тип | Сдвиговый регистр 8-бит (PISO — Parallel-In/Serial-Out) | | Серия | 74LS (TTL, Low-power Schottky) | | Корпус | DIP-16 (N — plastic DIP) | | Напряжение питания (VCC) | 4,75 … 5,25 В (тип. 5 В) | | Входные уровни логического 0 | ≤ 0,8 В | | Входные уровни логической 1 | ≥ 2,0 В | | Выходной ток (IOH/IOL) | до 0,4 мА / до 8 мА | | Потребляемый ток (ICC) | тип. 27 мА, макс. ~48 мА | | Тактовая частота | до 25–30 МГц (тип. 25 МГц при 5 В) | | Задержка распространения (CP → QH) | тип. 20 нс, макс. ~30 нс | | Время установки данных параллельной загрузки | ~20 нс | | Рабочая температура | 0 … +70 °C (коммерческий диапазон N) | | Уровень логики | TTL-совместимый | | Количество выводов | 16 |

Цоколёвка (DIP-16):

        ┌───────────┐
SH/LD  1│           │16  VCC
  CP   2│           │15  QH (выход)
  D0   3│  DM74LS   │14  H
  D1   4│  165N     │13  G
  D2   5│           │12  F  … (данные параллельной загрузки)
  D3   6│           │11  A
  CE   7│           │10  QH̅
 GND   8│           │ 9  SER (J)
        └───────────┘

Точная цоколёвка:

1. SH/LD (Shift/Load)
2. CP (Clock)
3. D0 → A
4. D1 → B
5. D2 → C
6. D3 → D
7. CE (Clock Enable/Inhibit)
8. GND
9. SER (K̅ — инверсный последовательный вход; J — прямой)
10. q7→ QH̅
11. E
12. F
13. G
14. H
15. QH (последовательный выход)
16. VCC

Парт-номера и эквиваленты

Оригинал Fairchild / ON Semiconductor:

• DM74LS165N (FSC, DIP-16)
• DM74LS165N/A+ (ON Semiconductor)
• DM74LS165M (SOIC-16)
• DM74LS165SJ (SOIC-16, ON Semi)

Прямые аналоги (pin-to-pin) других производителей:

| Парт-номер | Производитель | Корпус | |---|---|---| | SN74LS165AN | Texas Instruments | DIP-16 | | SN74LS165ADR | Texas Instruments | SOIC-16 | | SN74LS165N | TI | DIP-16 | | SN74LS165 | Texas Instruments | классический парт | | 74LS165N | Philips/NXP | DIP-16 | | 74LS165PC | Fairchild | DIP-16 | | HD74LS165AP | Hitachi/Renesas | DIP-16 | | SN74LS165ANSR | TI | SOIC | | M74LS165P | STMicroelectronics | DIP-16 | | MC74LS165N | Motorola (ON Semi) | DIP-16 | | MPC74LS165 | Microelectronics | | | NTE74LS165 | NTE Electronics | |

Расширенные/доступные серии:

| Парт-номер | Отличие | |---|---| | 74HC165 | CMOS, идентичная логика, 2–6 В | | 74HCT165 | CMOS с TTL-совместимыми входами | | SN74HC165N | TI, CMOS универсальный | | 74HC165D | NXP, SOIC | | CD74HC165E | Harris, DIP-16 | | MC74HC165N | ON Semi, DIP-16 | | SN74LS165A | улучшенная версия LS с улучшенными параметрами | | SN74HCS165 | Schmit-триггерные входы, CMOS |

Схема подключения (пример)

Каскадирование двух ML74LS165N для 16 бит:

• Выход QH первого регистра → вход SER второго
• Общий CP (такт) обоих регистров
• Общий SH/LD (загрузка)
• Первый регистр подключается к младшим 8 битам, второй — к старшим

Совместимые модели (для подключения / замены)

Полностью pin-совместимые:

• SN74LS165A / SN74LS165AN (TI)
• SN74HC165N / SN74HCT165N
• 74F165 (F-серия, скоростная)
• 74ALS165 (Advanced LS-серия)
• 74AS165, 74S165 (высокоскоростные)

Логически совместимые, но другое расположение (требуется перепайка):

• CD4014 / CD4021 (CMOS, 8-битный PISO, другой pinout)
• 74HC589 (с регистром-защёлкой на входе)
• 74LS166 (последовательный вход обычно недоступен иначе)

Микроконтроллеры/системы, где часто применяется:

• Basys/Frankenstein Arduino-щиты расширения I/O
• STM32 / AVR/ PIC — сдвиговые регистры для кнопок и дисплеев
• ESP8266/ESP32 расширители GPIO
• Системы LED-драйверов и матричных клавиатур

Важные заметки

1. Вход CE (вывод 7) — в большинстве применений подключается к GND, иначе сдвиг блокируется.
2. Названия J/K̅: некоторые datasheet называют вход SER «J», а вход SER̄ — «K̅», так как регистр можно использовать как JK-триггер последовательного канала.
3. При прямом замещении 74LS165 → 74HC165 необходимо проверить уровни и ток нагрузки (CMOS-версии имеют меньший выходной ток по 0, но по 1 примерно равный ≫).
4. Для напряжений <5 В (например, 3,3 В систем) обязательно берите 74HCT или уровень-шифтер.

Если нужно, могу нарисовать временную диаграмму или принципиальную схему подключения к Arduino.