MC74HC4094AD – 8-Bit Schieberegister für präzise digitale Signalverarbeitung
Das MC74HC4094AD ist ein hochperformantes 8-Bit Schieberegister, das speziell für Entwickler und Ingenieure konzipiert wurde, die eine zuverlässige und effiziente Lösung zur Erweiterung digitaler I/O-Ports oder zur seriellen Datenübertragung benötigen. Wenn Sie in Ihren Projekten mit begrenzten Mikrocontroller-Pins arbeiten und dennoch eine Vielzahl von Ausgängen steuern oder Daten parallel verarbeiten möchten, bietet dieses Bauteil eine elegante und kostengünstige Lösung, die Ihre Schaltungsentwicklung optimiert.
Innovative Funktionalität und überlegene Leistung
Das MC74HC4094AD aus der HC-Familie (High-speed CMOS) zeichnet sich durch seine herausragende Leistung und Vielseitigkeit aus. Im Gegensatz zu einfachen Multiplexern oder reinen Demultiplexern ermöglicht dieses Schieberegister eine serielle Dateneingabe und parallele Datenausgabe, was es ideal für Anwendungen macht, bei denen eine schrittweise Erhöhung der Anschlussmöglichkeiten gefragt ist. Seine Fähigkeit, über einen Spannungsbereich von 2 V bis 6 V zu arbeiten, bietet eine bemerkenswerte Flexibilität für diverse Systemanforderungen.
Die Vorteile des MC74HC4094AD auf einen Blick
- Erweiterte I/O-Kapazität: Maximieren Sie die Funktionalität Ihres Mikrocontrollers, indem Sie mit nur wenigen Steuerleitungen eine größere Anzahl von Peripheriegeräten ansteuern.
- Hohe Datenübertragungsrate: Dank der High-speed CMOS-Technologie gewährleistet das MC74HC4094AD eine schnelle und zuverlässige Weiterleitung von Datenströmen.
- Breiter Betriebsspannungsbereich: Flexibel einsetzbar in Systemen mit unterschiedlichen Spannungsniveaus, von 2 V bis 6 V.
- Geringer Stromverbrauch: Typisch für CMOS-Technologie, minimiert dieses Schieberegister den Energiebedarf Ihrer Schaltung.
- Robuste Bauweise: Das SO-16 Gehäuse bietet eine solide Grundlage für die Integration in unterschiedlichste Elektronikprojekte.
- Einfache Ansteuerung: Konzipiert für eine unkomplizierte Anbindung an gängige Mikrocontroller-Architekturen.
- Zuverlässige Datenhaltung: Bietet eine stabile und konsistente Ausgabe der gespeicherten Datenbits.
Detaillierte technische Spezifikationen
Das MC74HC4094AD ist ein serielles Schieberegister mit 8 parallel ausgegebenen Ausgängen. Es verfügt über einen seriellen Dateneingang (DS), einen Takt-Eingang (SHCP) und einen Latch-Enable-Eingang (STCP). Die Daten werden seriell am DS-Pin eingespeist und mit jeder steigenden Flanke des SHCP-Takts in das Register verschoben. Einmal im Register gespeichert, können die 8 parallelen Ausgänge über den STCP-Pin synchronisiert und an nachgeschaltete Schaltungen weitergegeben werden. Der ‚Output Enable‘ (OE) Pin erlaubt es, die parallelen Ausgänge zu aktivieren oder zu deaktivieren, was zusätzliche Steuerungsoptionen eröffnet.
Einsatzmöglichkeiten und Anwendungsgebiete
Die Vielseitigkeit des MC74HC4094AD macht es zu einem unverzichtbaren Bauteil in einer Vielzahl von elektronischen Anwendungen. Seine primäre Funktion liegt in der seriellen zu parallelen Konvertierung von Daten, was es perfekt für die Ansteuerung von LED-Arrays, LCD-Displays oder die Erweiterung der digitalen Ausgänge von Mikrocontrollern macht, wenn die Anzahl der verfügbaren GPIO-Pins begrenzt ist. Typische Anwendungsbereiche umfassen:
- Automobilindustrie: Steuerung von Anzeigen und Beleuchtungselementen.
- Industrielle Automatisierung: Ansteuerung von Meldeleuchten, Schaltern und Sensoren.
- Konsumerelektronik: Displays in Haushaltsgeräten, Beleuchtungseffekte in Spielzeug oder Unterhaltungselektronik.
- Prototyping und Hobby-Elektronik: Einfache Erweiterung der I/O-Fähigkeiten von Arduino, Raspberry Pi und ähnlichen Plattformen für komplexere Projekte.
- Datenlogger und Messgeräte: Sammlung und parallele Verarbeitung von Messwerten.
Einordnung in die Familie der Schieberegister
Als Teil der 74HC-Familie von ON Semiconductor (früher Motorola) profitiert das MC74HC4094AD von den bewährten Eigenschaften der High-speed CMOS-Logik. Diese Technologie vereint die Geschwindigkeit von TTL-Schaltungen mit dem extrem niedrigen Stromverbrauch und der hohen Störfestigkeit von CMOS. Im Vergleich zu älteren TTL-basierten Schieberegistern bietet das MC74HC4094AD eine höhere Geschwindigkeit, einen breiteren Spannungsbereich und eine signifikant geringere Leistungsaufnahme, was es zur bevorzugten Wahl für moderne Designs macht.
Hochwertige Material- und Konstruktionsmerkmale
Das MC74HC4094AD ist in einem robusten SO-16 (Small Outline Integrated Circuit) Gehäuse untergebracht. Dieses Gehäuse ist für die Oberflächenmontage (SMD) optimiert und ermöglicht eine kompakte Bestückung auf Leiterplatten. Die Anschlusskontakte sind für eine zuverlässige Lötverbindung ausgelegt, was eine hohe mechanische und elektrische Stabilität gewährleistet. Die interne Konstruktion basiert auf Silizium-CMOS-Technologie, die für ihre Langlebigkeit und Zuverlässigkeit bekannt ist. Die Pins sind standardmäßig mit einer nicht-vergoldeten, aber hochleitfähigen Beschichtung versehen, die eine ausgezeichnete elektrische Performance über die Lebensdauer des Bauteils sicherstellt.
Entwurf und Designvorteile
Die Einfachheit der Ansteuerung des MC74HC4094AD ist ein bedeutender Designvorteil. Es erfordert lediglich drei digitale Steuerleitungen (Takt, Daten, Latch) von einem Mikrocontroller, um die seriellen Daten einzuspeisen und die parallelen Ausgänge zu aktualisieren. Dies reduziert die Komplexität der Verdrahtung und spart wertvolle Ressourcen auf der Hauptplatine. Darüber hinaus ermöglicht die Möglichkeit, mehrere MC74HC4094AD-Register kaskadiert zu verbinden, die Erweiterung der parallelen Ausgänge nahezu unbegrenzt, was es zu einer skalierbaren Lösung für anspruchsvolle Projekte macht.
Produktdaten im Überblick
| Merkmal | Spezifikation |
|---|---|
| Produkttyp | 8-Bit Schieberegister |
| Logikfamilie | HC (High-speed CMOS) |
| Betriebsspannung | 2 V bis 6 V |
| Anzahl der parallelen Ausgänge | 8 |
| Gehäuseform | SO-16 (Small Outline Package, 16 Pins) |
| Serieller Dateneingang | Ja (DS) |
| Takt-Eingang | Ja (SHCP) |
| Latch-Enable-Eingang | Ja (STCP) |
| Output Enable (OE) | Ja |
| Maximale Taktfrequenz | Typisch über 50 MHz bei 5V (genaue Werte im Datenblatt) |
| Stromverbrauch | Extrem niedrig im statischen Betrieb |
| Anschlussart | Oberflächenmontage (SMD) |
| Temperaturbereich | Industriestandard (-40°C bis +85°C oder ähnliches, je nach spezifischer Kennzeichnung) |
| Hersteller | ON Semiconductor (oder vergleichbar) |
Häufig gestellte Fragen zu MC74HC4094AD – Shift Register, 8-Bit, 2 … 6 V, SO-16
Wie wird das MC74HC4094AD an einen Mikrocontroller angeschlossen?
Das MC74HC4094AD benötigt typischerweise drei digitale Ausgangspins des Mikrocontrollers: einen für den seriellen Dateneingang (DS), einen für den Takteingang (SHCP) und einen für den Latch-Enable-Eingang (STCP). Dies ermöglicht eine effiziente serielle Datenübertragung und parallele Ausgabe.
Ist dieses Schieberegister für Hochfrequenzanwendungen geeignet?
Ja, die HC-Familie steht für High-speed CMOS, was bedeutet, dass das MC74HC4094AD für relativ hohe Taktfrequenzen ausgelegt ist. Die genaue maximale Taktfrequenz hängt von der Betriebsspannung und anderen Umgebungsbedingungen ab und sollte dem detaillierten Datenblatt entnommen werden.
Kann ich mehrere MC74HC4094AD-Register miteinander verbinden?
Absolut. Sie können mehrere MC74HC4094AD-Register kaskadieren, indem Sie den parallelen Ausgang eines Registers mit dem seriellen Dateneingang des nächsten verbinden. Dies ermöglicht die Erweiterung der parallelen Ausgabekanäle über die ursprünglichen acht hinaus.
Welche Art von Signalen kann dieses Schieberegister verarbeiten?
Das MC74HC4094AD verarbeitet digitale Signale. Es ist optimiert für den Einsatz in Schaltungen mit CMOS- oder TTL-kompatiblen Pegeln innerhalb seines spezifizierten Spannungsbereichs.
Ist das MC74HC4094AD mit niedrigeren Spannungen wie 3,3 V kompatibel?
Ja, der Betriebsspannungsbereich von 2 V bis 6 V schließt 3,3 V vollständig mit ein. Dies macht das Bauteil sehr flexibel für verschiedene Mikrocontroller-Plattformen.
Was bedeutet das SO-16 Gehäuse?
SO-16 steht für Small Outline Package mit 16 Anschlusspins. Es ist ein gängiges Gehäuse für die Oberflächenmontage (SMD), das eine kompakte Bauweise auf der Leiterplatte ermöglicht.
Welche Vorteile bietet die Verwendung eines Schieberegisters gegenüber einfachen Multiplexern?
Während Multiplexer Datenströme umschalten, ermöglicht ein Schieberegister wie das MC74HC4094AD die serielle Einspeisung und parallele Ausgabe von Daten. Dies ist besonders nützlich, um die Anzahl der Mikrocontroller-Pins zu erhöhen, die zur Steuerung von Peripheriegeräten benötigt werden, da nur wenige Steuerleitungen für viele Ausgänge genutzt werden können.
