74LS164N

Ariel Palazzesi . Vista 35516 veces

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Dentro de los circuitos integrados mas utilizados en proyectos de electrónica digital, encontramos este versátil registro de desplazamiento de 8 bits, también conocido como conversor serie-paralelo.

Físicamente, se trata de un circuito integrado de 14 pines, en formato DIL, cuya capsula puede ser de diferentes materiales. De hecho, la última letra en su nombre (la “N”) indica el material y forma del empaquetado, estando disponibles en plástico (N), para montaje superficial (D), y algunos encapsulados cerámicos (W, FK y J). A lo largo del artículo nos referiremos al 74LS164N, pero lo explicado será valido también para sus “primos”, construidos con tecnologías parecidas como el 74HC164, 74HS164, etc. Las diferencias entre uno y otro tienen que ver básicamente con la velocidad máxima de clock, cantidad de puertas que se pueden conectar a sus salidas, etc. En todo caso, siempre la hoja de datos del fabricante del circuito integrado en cuestión nos resolverá cualquier duda que se nos plantee.

En el caso del integrado que nos ocupa, las salidas son ocho.
El término “registro” puede ser utilizado en una gran variedad de aplicaciones muy específicas, pero en todos los casos se refiere a un grupo de “flip-flops” operando juntos para forma una unidad capaz de almacenar un dato. No se lo debe confundir con un contador, que a pesar de estar construido con los mismos ladrillos básicos, se encarga de generar datos nuevos a partir de los ingresados.
En este contexto, un contador se puede ver como una clase especializada de registro, capaz de contar eventos y además generar un dato de salida, diferenciándose del registro de desplazamiento que se limita a almacenar un dato en su interior, y lo hace accesible en una forma diferente a la original, pero sin transformarlo.
Tal como se puede ver en la figura, internamente el registro de desplazamiento 74LS164N consiste básicamente de 8 flip-flops en cadena, donde los bits ingresan al primero de ellos en cada pulso de clock, y se propagan hacia la derecha. Si comenzamos con todos los flor-flops en cero, por ejemplo habiendo llevado el pin reset a cero durante unos nanosegundos, luego de 8 ciclos de clock, tendremos disponibles en las salidas QA a QH los 8 bits que se ingresaron en forma serial. Por esta razón es que se puede utilizar un registro de desplazamiento como un conversor serie-paralelo.
En el noveno pulso de clock, se ingresara un nuevo dato al registro, y el que estaba presente en el ultimo slip-flop (salida QH) se perderá.
A menudo se necesita construir un registro de desplazamiento de más de 8 bits de profundidad. En estos casos se puede conectar la salida QH de un 74LS164N a las entradas A y B del segundo, de manera que este noveno bit que se hubiera perdido al “caerse” del primer 74LS164N se aprovecha como dato de entrada en el siguiente. De esta manera, encadenando varios de estos integrados podemos construir un registro de desplazamiento del largo que deseemos. Por supuesto, en estos casos las entradas de clock de todos los 74LS164N implicados deben estar unidas, para que funcionen sincronizadamente.
Los datos se introducen en el shift register con cada flanco de subida del pulso de clock, esto es, cuando el pulso de reloj pasa de “0” a “1”.
Por ultimo, debemos tener en cuenta que el primer bit ingresado es el que primero saldrá por el otro extremo del registro, por lo que se dice que es una cola de bits del tipo LIFO (Last In, Last Output, o “ultimo en entrar, ultimo en salir”).

Internamente, el 74LS164N tiene 8 flip-flops.

En esta misma pagina podemos ver el pin-out de los dos formatos de capsulas disponibles. Los pines que aparecen con el nombre “NC” no se encuentran conectados internamente.
En el caso del primer esquema, correspondiente a los encapsulados tipo DIL y que serán los que mas frecuentemente utilicemos en nuestros proyectos, los pines 1 y 2, llamados “A” y “B” son las entradas de datos al registro de desplazamiento. Internamente, están conectados a los terminales de entradas de una compuerta NAND, por lo que (recomendamos consultar el artículo sobre compuertas digitales de NeoTeo) el dato ingresado será efectivamente un “1” cuando ambas entradas estén en “0”. Cualquier otra combinación de valores en la entrada dará como resultado el ingreso de un “0”.
El terminal 8, con el nombre CLK es el que recibe los pulsos de clock, que son los que “marcaran el paso”, ingresando al registro los bits presentes en su entrada con cada flanco positivo de los pulsos de clock.
El pin 9 cumple las funciones de reset, poniendo todas las salidas del integrado en “0” cada vez que se lo pone a masa. Para que el integrado funcione normalmente, este pin debe estar conectado a +V. En aquellos casos en que por algún motivo no se pueda controlar el pin de reset, se pueden ingresar ocho “0” consecutivos mediante A y B, teniendo el mismo efecto final sobre las salidas. Este sistema es más lento (ocho ciclos de clock) pero permite ahorrar una línea de control.
Los pines 3, 4,5, 6, 10, 11,12 y 13 son las salidas, denominadas QA, QB, QC, QD, QE, QF, QG y QH. En estos pines irán apareciendo los valores presentes en la entrada.
- PinOut de los diferentes encapsulados.
- Tabla de verdad del 74LS164N.
Un caso en el que tener a mano un 74LS164N simplifica bastante las cosas es en el manejo de displays LED de 7 segmentos mediante microcontroladores. En un sistema de control “clásico”, sin registros de desplazamiento, se utilizan varios pines del PIC para encender individualmente cada segmento del display, y si son mas de uno los displays a controlar, se requiere una línea adicional por display para controlar su apagado. El software del microcontrolador debe atender permanentemente el display, generalmente mediante interrupciones, para escribir en cada digito el valor correcto. En el caso de un display LED de 7 segmentos de dos dígitos son necesarias ocho líneas para controlar los 7 segmentos y el punto decimal, mas dos líneas para el control de encendido/apagado de cada digito (en el multiplexado). Esto hace un total de 10 pines del PIC para controlar un display de solo dos dígitos.
El uso del 74LS164N permite el mismo control solo con 3 líneas: una de datos conectada a las entradas A y B, una de reloj conectada a la entrada CLK, y la tercera (que se puede omitir tranquilamente) de RESET para limpiar el display. La economía de recursos es evidente. A esta ventaja, hay que sumarle que una vez mostrado un valor en el display, el microcontrolador se desentiende del mismo (no se necesita el refresco constante de los dígitos como en el caso del multiplexado) hasta que haya que mostrar datos nuevos, ya que las salidas del 74LS164N conservan sus valores hasta que indiquemos los contrario.
El esquema que vemos al final del articulo ilustra este conexionado, sin línea de RESET, ya que el tiempo implicado en escribir 16 ceros en el registro de desplazamiento es insignificante (unos 32 nanosegundos a 4MHz) y nos permite ahorrarnos un pin del PIC.

Conexion PIC -> 74LS164N.
Hoja de datos del 74LS164N Nota sobre microcontroladores.

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Tutoriales

¿Y tú, qué opinas?

#1

lucho sábado, 28 de abril de 2007, 14:29

tengo que realizar la multiplexacion para las columnas de una matriz de led's, no se si mejor trabajar con el CI 74LS4Nde tecnologia ttl o con el CI CD4017; cual me recomiendan??

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#2

Ariel Palazzesi sábado, 28 de abril de 2007, 15:20

Hola! Si solo necesitas una columna a la vez, podrias usar cualquiera de ellos, pero seria MUCHO mas fácil con el CD4017, Si necesitas tener varias a la vez, como en un cartel de LEDs de varias filas y columnas, solo lo podes hacer con el 164N (u otro similar). El CD4017 unicamente te habilita las lineas de a una, y el 164N permite habilitar cualquier combinacion, incluso apagar todas. Contanos que estas por hacer, y con gusto te damos una ayuda. Un abrazo.

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#3

Milton Sosa domingo, 01 de julio de 2007, 00:03

Hola que tal? Yo tambien estoy interesado en los shift registers; me gustaria saber si me sirven para una matriz de botones iluminados por led de 2 colores . La pregunta es.....¿me sirve el shift register para que al apretar una vez un boton de la matriz con un cierto color (por ejemplo rojo) al principio cambie a color verde una vez que lo he pulsado? Agradecere cualquier ayuda. MUCHAS GRACIAS.

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#4

Ariel Palazzesi domingo, 01 de julio de 2007, 15:29

Hola! No me parece la mejor manera...es decir, si podrias controlar las luces de los botones mediante un SR, pero no sabrias si el boton se presiono o no. En ese caso lo mejor es usar directamente pines del PIC... Saludos!

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#5

viernes, 13 de julio de 2007, 23:18

NECESITO CIRCUITOS PARA RETARDAR UN DESPLAZAMIENTO DE LAS LETRAS PARA UN PROTOTIPO DE PANEL LUMINOSO DE TRES DIGITOS MATRIX DE 7X15. ATTE. LORD GHEIMOA

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#6

Milton Sosa martes, 17 de julio de 2007, 20:04

Ariel Palazzesi, agradezco tu respuesta..........ya encontre una solucion mas facil.....un FLIP/FLOP jejeje me salvo la vida nunca antes habia experimentado con el mismo. Ahora vienen otras 2 preguntas...................... quisiera saber si me pueden aclarar una duda que tengo con los PIC y el protocolo MIDI. Basicamente me interesa crear un controlador MIDI con PIC; pero no he encontrado material en la web que me ayude a encaminarme. He entendido como funcionan los mensajes NOTE OFF - NOTE ON, que son los cuales en los que me he interesado; si alguno de ustedes me puede dar una guia de como iniciarme en la programacion MIDI sobre ASSEMBLER.........me será de infinita ayuda. A... Leer más

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#7

Ariel Palazzesi miércoles, 18 de julio de 2007, 00:13

Hola Milton! Seguramente en algun momento publicaremos algo sobre PIC/MIDI. Yo empezaria con el 16F84A, pero teniendo en cuenta que esta obsoleto y es caro. Un 16F628A con mucha mas memoria y perifericos cuesta menos, no necesita cristal, y se consigue mas facil...pero quizas para el 16f84A consigas mas codigo en ASM para mirar. Suerte en tu aventura!

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#8

carlos lunes, 25 de febrero de 2008, 16:14

saludes ariel he visto y leido muchas publicaciones en varias paginas, mi inquietud es la siguiente, por primera estoy incursionando en el mundo de los displays. estoy en el diseño de un cruz y flecha.mi duda es si existen led bicolor de alta luminosidad. pues he buscado y no los he encontrado. agradesco su respuesta.

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#9

Silvana miércoles, 05 de marzo de 2008, 19:11

Boa tarde gostaria de saber com vcs... como faço um contador de decada. estou num curso de telecomunicacao e preciso saber. tem como vcs me falar quais os materias que utilizo para fazer este contador de decada e me mandar o esquema bem explicadinho..agradeço e aguardo resposta o mais rapido possivel..

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#10

arnaldo miércoles, 09 de julio de 2008, 20:48

Hola a todos, amigos por favor ayudenme a saber cual es la configuracion del DISPLAY DD-562A. Necesito saberlo para conectarlo de manera correcta al CD4026.

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#11

inedit00 viernes, 19 de septiembre de 2008, 04:11

Saludos me podrias ayudar quiero hacer un anuncio de leds de 30 cm de alto X 6 mts.
me puedes ayuda para saber que programador usar y como hacerlo , partiendo de que no se nada
, gracias por tu ayuda espero tu respuesta

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#13

Ciul sábado, 13 de diciembre de 2008, 16:29

#8Hola Carlos.

No sé si tal vez ya para qué te respondo o qué pero vale.
Si existen los des bicolor (no sé si de alta luminosidad), tienen tres paticas.
Una común a ambos colores y una para cada color.

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#15

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#17

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#20

ricardo miércoles, 08 de febrero de 2012, 02:47

Si tengo una matriz de leds 7x8 y utilizo 74HC164 para las columnas que es lo que provoca?

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