Explorando o 74HC165: Um Registrador de Deslocamento Versátil

Introdução ao 74HC165

O 74HC165 é um integrado amplamente utilizado no mundo da eletrônica para ampliar a capacidade de entrada digital de microcontroladores e outros dispositivos lógicos. Ele é um registrador de deslocamento de entrada paralela para serial, o que significa que pode capturar dados de múltiplos pinos de entrada simultaneamente e enviá-los para um microcontrolador usando apenas alguns pinos.

Especificações Técnicas do 74HC165

• Tipo: Registrador de deslocamento (Parallel-In, Serial-Out – PISO)
• Família lógica: CMOS
• Tensão de operação: 2V a 6V
• Frequência de operação: Até 50 MHz (dependendo da tensão de alimentação)
• Entradas/saídas: 8 entradas paralelas, 1 saída serial
• Pinos de controle: Clock (SH_CP), Clock de carga (PL), e Saída Habilitada (CE)
• Corrente de consumo: Baixa corrente característica da família HC

Pinagem do 74HC165

O 74HC165 possui 16 pinos, com a seguinte configuração principal:

Função dos Pinos:

1. A a H [11-14, 3-6]: Entradas paralelas de dados (8 no total).
2. Q7 [9]: Saída serial para próximo estágio.
3. Q7′ [7]: Saída serial complementada (opcional).
4. PL (Parallel Load) [1]: Pino de controle para carregar dados das entradas paralelas no registrador.
5. CE (Clock Enable) [15]: Permite ou bloqueia o clock para avanço do registrador.
6. SH_CP (Shift Clock) [2]: Clock de deslocamento para envio dos dados em série.
7. GND [8] e VCC [16]: Alimentação.

Funcionamento

O funcionamento do 74HC165 baseia-se em dois estágios principais::

1. Carregamento paralelo: Quando o pino PL [1] é colocado em nível baixo, os dados presentes nas 8 entradas paralelas (A a H) são carregados nos registradores internos. Durante esse processo, o clock de deslocamento é ignorado.
2. Deslocamento serial: Quando PL [1] está em nível alto, os dados carregados são deslocados para fora em série por meio da saída Q7 [7], sincronizados com os pulsos no pino SH_CP [2]. Cada pulso de clock faz com que o próximo bit seja enviado pela saída serial

O pino CE [15] pode ser usado para habilitar ou desabilitar o clock de deslocamento, permitindo maior controle sobre a operação.

Aplicações para o 74HC165

• Expansão de entradas: Utilizado para aumentar o número de entradas digitais em sistemas que possuem poucos pinos disponíveis, como microcontroladores.
• Leitura de botões: Ideal para projetos com matrizes de botões ou interruptores.
• Interfaces de sensores: Pode ser usado para ler sensores que entregam saídas digitais múltiplas.
• Transmissão de dados serial: Converte dados paralelos para serial para transmissão eficiente.

Exemplo de Uso com Arduino

Aqui está um exemplo de como conectar o 74HC165 a um Arduino:

• Conecte o pino GND [8] do 74HC165 ao GND do Arduino e o pino VCC [16] ao pino de 5V do Arduino.
• Conecte os pinos PL [1], CE [15] e SH_CP [2] a pinos digitais do Arduino (exemplo: 2, 3 e 4).
• Conecte a saída Q7 [7] a outro pino digital (exemplo: 5).
• Use resistores de 10k pull-down nas entradas paralelas, se necessário para evitar ruídos e disparos erraticos.

Código de exemplo:

#define PL 2
#define CE 3
#define SH_CP 4
#define DATA 5

void setup() {
  pinMode(PL, OUTPUT);
  pinMode(CE, OUTPUT);
  pinMode(SH_CP, OUTPUT);
  pinMode(DATA, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  digitalWrite(PL, LOW); // Carrega os dados paralelos
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(PL, HIGH);

  byte inputData = 0;
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    inputData |= (digitalRead(DATA) << (7 - i));
    digitalWrite(SH_CP, HIGH);
    delayMicroseconds(5);
    digitalWrite(SH_CP, LOW);
  }

  Serial.println(inputData, BIN);
  delay(500);
}

Conclusão

O 74HC165 é um componente versátil que simplifica a integração de múltiplas entradas digitais em sistemas com capacidade limitada de GPIO. Seu uso eficiente pode economizar espaço e recursos em projetos eletrônicos, tornando-o uma ferramenta essencial para entusiastas e profissionais da área.

Datasheet:

Link para acessar o Datasheet do 74HC165 no AllDatasheet.com

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