一、概述

74LS164是一个串行输入并行输出的移位寄存器，可用于扩展并行输出口。

数据通过两个输入端（DSA或DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。

时钟(CP)每次由低变高时，数据右移一位，输入到Q0，Q0是两个数据输入端（DSA和DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。

主复位(MR)输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。

二、74LS164功能介绍

74LS164为的引脚配置图如图1所示，其引脚说明见表1。采用双列直插封装，逻辑及封装图如图2所示。

图1 74LS164引脚配置图

图2 74LS164逻辑及封装图

表1 74LS164引脚说明

表2为74LS164的真值表，说明如下：

(1)H—高电平，L—低电平 ，X—任意电平，↑—低到高电平跳变。

(2)QA0，QB0，QH0—规定的稳态条件建立前的电平。

(3)QAn，QGn—时钟最近的↑前的电平。

表2 74LS164真值表

通过真值表我们可以了解到，A，B两个输入端是互锁的，Clock上升沿时数据移入移位寄存器中。CLEAR为清零用的,接低电平时所有端口都输出低电平。

三、Proteus电路图设计

图3为74LS164的Proteus仿真电路图，本例在单片机串行口外接一片8位串入并出移位寄存器 74LS164 芯片，构成MCS-51单片机输出接口电路，控制 8只 LED滚动显示。串行数据通过RXD输出，TXD则用于输出移位时钟脉冲。DSA与DSB端接RXD端，时钟输入端接TXD引脚，复位端接高电平。74LS164的Q0-Q7通过限流电阻与8个LED管相连，用来指示输出数据的变化。

图3 74LS164 DIR引脚为1时的仿真电路图

四、程序设计

当SM0、SM1为00时，串行口工作于方式0，串行口本身相当于“并入串出”(发送状态)或“串出并入”(接收状态)的移位寄存器。8位串行数据b0～b7依次从RDX(P3.0)引脚输入或输出，移位脉冲信号来自TXD（P3.1）引脚，输出/输入移位脉冲频率固定为系统时钟频率fosc的12分频，不可改变。

在方式0中，串行口作为输出时，只要向串行缓冲器SBUF 写入一字节数据后，串行端口就把此8位数据以fosc/12的波特率，从RXD引脚逐位输出，从低位到高位；此时，TXD输出频率为fosc/12的同步脉冲。数据发送前，中断标志TI必须清零，8位数据发送完后自动置中断标志TI为1，呈中断请求状态。如果要再发送数据，必须用软件将TI清零。

本文单片机串行口工作于方式0，即移位寄存器输入/输出模式。程序设计由主程序模块、串行通信模块、延时模块组成，主要汇编程序代码如下：

五、仿真过程、效果及总结

(1)打开Keil2，选择ProjectNew Project命令，在弹出的Create New Project对话框中新建Keil项目74LS164.uv2。

(2)选择CPU为ATMEL中的AT89C51单片机。

(3)编辑好源程序，编辑完成后保存。

(4)在Project Workspace窗口中，将74LS164.asm文件加入到Source Group1中。

(5)在Project Workspace窗口中Target1文件夹上单击右键，在弹出的窗口中选择Output选项卡，并选中Create HEX File选项。

(6)在Keil菜单中选择Project Build Target选项，编译汇编程序，并产生HEX文件。

(7)将Keil产生HEX文件加载到Proteus ISIS绘制的硬件电路中。

图4～图6为74LS164在ProteusEDA环境下的单片机控制仿真效果图。

图4 串行输入数据为“00000001”时的仿真效果图

图5 串行输入数据为“00010000”时的仿真效果图

图6 串行输入数据为“10000000”时的仿真效果图

由图可见：编号为D1到D8的LED灯依次被点亮，证明从74LS164移位寄存器串行输入的数据经过存储寄存器并行输出，控制逻辑得到验证。74LS164可用于单向的并行输出/并行地址锁存等。因为其性价比高、容易使用，特别适合使用在在需要用到数码管显示I/O口又比较紧张的电子产品中。