SN74HC165NSR 产品概述

一、概述

SN74HC165NSR 是德州仪器（TI）推出的一款高速 CMOS 逻辑移位寄存器，属于 74HC 系列。器件为 8 位并行输入 / 串行输出（Parallel‑in / Serial‑out）结构，常用于微控制器的输入扩展、按键矩阵扫描以及需要将并行数据经时钟序列化传输的场合。器件性能在 2 V 至 6 V 的供电范围内稳定工作，适用于多种电源电压平台与嵌入式系统。

二、主要特性

• 8 位并行装载、串行输出的移位寄存器结构，单元位数：8 位/元件。
• 时钟频率（最大）：62 MHz（器件在典型条件下的最高工作频率）。
• 传播延迟（tpd）：13 ns（条件：VCC = 6 V，负载 C = 50 pF）。
• 输出驱动能力：典型输出电流 4 mA（推挽输出，适合与 CMOS/TTL 级联）。
• 工作电压范围：2 V 至 6 V，兼容多种电源域。
• 工作温度范围：-40 ℃ 至 +125 ℃（工业级可靠性）。
• 封装：16 引脚 SO（16‑SO），型号代号 SN74HC165NSR。
• 系列：74HC，高速 CMOS 逻辑，低功耗且响应快速。

三、电气参数与时序说明

SN74HC165NSR 在 6 V、50 pF 负载条件下的典型传播延迟约为 13 ns，这反映了器件在高速时钟下的响应能力。实际可工作的最大时钟频率为 62 MHz，但在系统设计中需考虑线路寄生、电容负载、上游/下游器件的输入/输出特性以及 PCB 布线引起的抖动，确保时序裕量。器件输出驱动能力为 4 mA，适合驱动 CMOS 输入或用于多级逻辑连锁；若需直接驱动较大负载或 LED，应配置缓冲驱动器或驱动器级。

为了获得可靠时序，推荐在电源近端放置去耦电容（例如 0.1 μF 陶瓷），并注意避免长串行线或大负载电容，这些都会降低可支持的最高频率。

四、引脚与封装

SN74HC165NSR 采用 16 引脚 SO 封装，便于表面贴装工艺。典型引脚包括并行数据输入端、并行装载控制、时钟输入、串行数据输出等（具体引脚分配请参见 TI 原厂数据手册）。封装紧凑，适合空间受限的模块化设计与批量贴片装配。

五、典型应用场景

• MCU 输入口扩展：将多个并行信号通过一根数据线与时钟线传回 MCU，节省 I/O 引脚。
• 按键矩阵与开关扫描：并行采集多路按键或开关状态，串行输出至主控芯片。
• 多器件串联（级联）：支持串联多个 74HC165，以扩展更多输入位数。
• 工业控制与数据采集：适用于需在恶劣温度范围（-40 ℃ 至 +125 ℃）下长期工作的场合。
• 其他需并行转串行的数据采集或传输场合。

六、设计建议与可靠性注意事项

1. 电源与去耦：建议在 VCC 与 GND 之间靠近器件布置 0.1 μF 陶瓷去耦电容，抑制供电噪声与瞬态。
2. 时钟完整性：尽量采用短而粗的时钟走线，减少阻抗不连续与寄生电容，保证在高频环境下时钟边沿清晰。
3. 负载匹配：输出驱动能力为 4 mA，若需驱动更大电流或长线，请增加缓冲级或上拉/下拉器件。
4. 逻辑电平兼容：器件工作电压范围广，但在与其它电平域器件互联时需注意电平兼容或使用电平转换器。
5. 温度与封装：器件为工业温度等级，适合恶劣环境；在高温工作场合注意散热与封装周围元件间隔。
6. 参考资料：在最终设计与布局前，请务必参阅 TI 官方数据手册以获取详细引脚图、典型连接图与完整时序表。

总结：SN74HC165NSR 是一款可靠、高速且供电灵活的 8 位并行输入/串行输出移位寄存器，适合用于 MCU I/O 扩展与多路数据采集应用。通过合理的电源去耦与时序设计，可在 2 V6 V 电源与 -40 ℃+125 ℃温度范围内实现稳定工作。若需更详细的电气特性与引脚信息，请参考德州仪器的原厂数据手册与应用说明。