LS 164 – 8-Bit Schieberegister für zuverlässige Datenverarbeitung
Das LS 164 – 8-Bit Schieberegister ist die ideale Lösung für Ingenieure und Elektronikenthusiasten, die eine präzise und stabile serielle Datenübertragung benötigen. Dieses Bauteil löst das Problem der effizienten Erweiterung digitaler Ein- und Ausgänge in komplexen Schaltungen und ist damit unerlässlich für jeden, der die Funktionalität von Mikrocontrollern oder anderen digitalen Systemen erweitern möchte.
Überlegene Leistung und Zuverlässigkeit
Im Vergleich zu einfacheren oder weniger spezialisierten Lösungen bietet das LS 164 – Shift Register eine außergewöhnliche Performance und Robustheit. Seine Fähigkeit, Daten schrittweise zu verschieben, ermöglicht eine kontrollierte und synchronisierte Datenmanipulation, die für anspruchsvolle Anwendungen unerlässlich ist. Die stabile Betriebsspannung von 4,75 V bis 5,25 V gewährleistet eine zuverlässige Funktion in einer Vielzahl von elektronischen Umgebungen. Die DIL-14 Bauform ermöglicht zudem eine einfache Integration in gängige Breadboards und Leiterplatten.
Schlüsselfunktionen und Vorteile des LS 164
- Erweiterung digitaler Schnittstellen: Ermöglicht die Ansteuerung von bis zu 8 Ausgängen mit nur wenigen Steuerleitungen, was die Komplexität von Schaltungen reduziert und Ressourcen spart.
- Präzise Datenserialisierung: Ideal für Anwendungen, bei denen Daten sequenziell erfasst oder ausgegeben werden müssen, wie z. B. in Displays, Steuerungen oder Sensornetzwerken.
- Hohe Taktfrequenzen: Unterstützt schnelle Taktfrequenzen, was eine zügige Datenübertragung und somit eine reaktionsschnelle Systemperformance ermöglicht.
- Robustheit und Langlebigkeit: Konzipiert für den zuverlässigen Betrieb unter verschiedenen Bedingungen, was eine lange Lebensdauer Ihrer Projekte sichert.
- Einfache Integration: Die standardisierte DIL-14 Fassung erleichtert das Einlöten und die Montage auf Prototypenplatinen oder in fertige Schaltungen.
- Geringer Stromverbrauch: Effizient im Betrieb, was besonders bei batteriebetriebenen Anwendungen von Vorteil ist.
- Breiter Spannungsbereich: Der Betriebsbereich von 4,75 V bis 5,25 V bietet Flexibilität bei der Stromversorgung und Kompatibilität mit gängigen Logikpegeln.
Technische Spezifikationen und Eigenschaften
| Merkmal | Beschreibung |
|---|---|
| Produkttyp | 8-Bit Schieberegister |
| Modellbezeichnung | LS 164 |
| Logikfamilie | TTL (Transistor-Transistor-Logik) / LS-Serie (Low-Power Schottky) |
| Anzahl der Bits | 8 |
| Betriebsspannung (VCC) | 4,75 V bis 5,25 V |
| Eingänge | 2 serielle Dateneingänge (A und B), 1 Takteingang (CLK), 1 Reset-Eingang (CLR) |
| Ausgänge | 8 parallele Ausgänge (Q0 bis Q7) |
| Maximale Taktfrequenz | Typisch über 20 MHz (abhängig von den spezifischen Bedingungen und der Logikfamilie) |
| Gehäuse | DIL-14 (Dual In-line Package) |
| Betriebstemperaturbereich | Standard industrieller Bereich (typischerweise -55°C bis +125°C, genaue Werte je nach Hersteller) |
| Hersteller | Diverse renommierte Halbleiterhersteller (z.B. Texas Instruments, SN74LS164, etc.) |
Anwendungsgebiete des LS 164
Das LS 164 – Shift Register findet aufgrund seiner Vielseitigkeit und zuverlässigen Leistung breite Anwendung in verschiedenen Bereichen der Elektronikentwicklung. Seine Fähigkeit, serielle Daten in parallele zu umwandeln oder umgekehrt, macht es zu einem fundamentalen Baustein für:
- Erweiterung von Mikrocontroller-Schnittstellen: Ermöglicht die Ansteuerung von mehr Peripheriegeräten, wie z.B. LED-Anzeigen, Motortreibern oder Sensoren, wenn die GPIO-Pins des Mikrocontrollers nicht ausreichen.
- Digitale Anzeigesysteme: Ideal für die Steuerung von Punktmatrix-Displays, segmentierten Anzeigen oder anderen komplexen Anzeigeeinheiten, bei denen eine sequenzielle Datenübertragung erforderlich ist.
- Datenerfassung und -verarbeitung: Zur Erfassung von Datenströmen von mehreren Sensoren oder externen Geräten, die dann parallel weiterverarbeitet werden können.
- Schrittmotorsteuerungen: In Kombination mit Treiberschaltungen zur präzisen Steuerung von Schrittmotoren, indem sequenzielle Ansteuerimpulse erzeugt werden.
- Signalaufbereitung und Verzögerung: Zum Implementieren von einfachen Verzögerungsgliedern oder zur Synchronisation von Signalen in digitalen Systemen.
- Automatisierungstechnik: Zur Steuerung von Aktoren, Relais oder zur Erfassung von Zuständen in industriellen Automatisierungsprozessen.
- DIY-Elektronikprojekte: Ein unverzichtbarer Bestandteil für fortgeschrittene Hobbyprojekte, Robotik und experimentelle Elektronik.
Das LS 164 im Detail: Funktionsweise und Design
Das LS 164 ist ein dynamisches Schieberegister, das typischerweise als ein 8-Bit serieller Eingang, paralleler Ausgangsschieberegister fungiert. Es verfügt über zwei Dateneingänge (A und B), die es ermöglichen, Daten entweder durch Maskierung oder durch einfacheres serelles Einbringen zu verarbeiten. Der Takteingang (CLK) steuert das Verschieben der Daten von einem Flip-Flop zum nächsten. Mit jeder positiven Taktflanke werden die Datenbits sequenziell weitergeschoben. Der asynchrone Reset-Eingang (CLR) setzt alle Ausgangszustände auf LOW und ermöglicht so ein sofortiges Zurücksetzen des Registers unabhängig vom Takt. Die parallelen Ausgänge (Q0-Q7) liefern dann die momentanen Zustände der einzelnen Speicherzellen, sobald die Daten einmal vollständig in das Register geschoben wurden. Die TTL-kompatible Logik und der niedrige Stromverbrauch (LS-Serie) machen es zu einer kostengünstigen und effizienten Wahl für eine breite Palette von Anwendungen.
Häufig gestellte Fragen zu LS 164 – Shift Register, 8-Bit, 4,75 … 5,25 V, DIL-14
Was ist die Hauptfunktion des LS 164 – Shift Registers?
Die Hauptfunktion des LS 164 – Shift Registers ist die Umwandlung eines seriellen Datenstroms in ein paralleles Datenwort. Es ermöglicht, 8 Bits an Informationen nacheinander einzulesen und dann alle 8 Bits gleichzeitig über seine parallelen Ausgänge auszugeben.
Für welche Art von Projekten eignet sich das LS 164 am besten?
Das LS 164 eignet sich hervorragend für Projekte, die eine Erweiterung der digitalen Ein- und Ausgänge eines Mikrocontrollers erfordern. Beispiele hierfür sind die Ansteuerung von LED-Matrizen, die Steuerung von vielen Segmentanzeigen, die Erfassung von Daten von mehreren Sensoren mit wenigen Leitungen oder die Implementierung von einfachen Steuerungssequenzen.
Ist das LS 164 mit verschiedenen Mikrocontrollern kompatibel?
Ja, das LS 164 ist in der Regel sehr gut mit einer Vielzahl von Mikrocontrollern kompatibel, insbesondere solchen, die TTL-Logikpegel (5V) verwenden. Die Betriebsspannung von 4,75 V bis 5,25 V deckt die meisten gängigen Spannungsbereiche von Mikrocontroller-Plattformen ab.
Was bedeutet DIL-14 und warum ist das wichtig?
DIL-14 steht für Dual In-line Package mit 14 Pins. Dies ist eine sehr verbreitete Bauform für integrierte Schaltkreise, die es ermöglicht, den Chip einfach in Standard-Breadboards oder durch gesteckte Sockel in Leiterplatten zu integrieren. Es vereinfacht den Prototypenbau und die Montage erheblich.
Welche Vorteile bietet die LS-Serie des Schieberegisters?
Die LS-Serie (Low-Power Schottky) von TTL-Chips bietet im Vergleich zu älteren TTL-Varianten einen deutlich geringeren Stromverbrauch, was sie energieeffizienter macht und die Wärmeentwicklung reduziert. Dies ist besonders vorteilhaft in batteriebetriebenen Geräten oder bei der Implementierung vieler Chips auf engem Raum.
Kann ich die Daten schneller in das LS 164 schieben, als die Ausgänge sie ausgeben?
Das LS 164 ist ein synchrones Schieberegister. Die Daten werden mit jeder positiven Flanke des Taktsignals weitergeschoben. Die parallelen Ausgänge geben den Zustand der jeweiligen Speicherzelle aus, sobald die Daten korrekt eingespeist und synchronisiert wurden. Die Geschwindigkeit der Datenausgabe ist also an die Taktfrequenz gebunden, mit der die Daten eingespeist werden.
Wie funktioniert der Reset-Eingang beim LS 164?
Der CLR-Eingang (Clear) ist ein asynchroner Eingang. Wenn dieser Eingang auf LOW gezogen wird, werden alle internen Flip-Flops und somit alle parallelen Ausgänge (Q0-Q7) sofort auf LOW gesetzt, unabhängig vom Zustand des Taktsignals. Dies ermöglicht ein schnelles und direktes Zurücksetzen des Registers in einen definierten Ausgangszustand.
