74ac164使用中遇到的问题

morphli

74ac164使用中遇到的问题 [复制链接]

各位大虾，我做了一块电路，使用6片74HC164串联，相互之间的距离大约是40厘米，第一块1，2脚并联连接CPU作为数据输入，后面的片子顺序接在前面的Q8上。CLK信号直接连接到CPU。164的MR引脚直接接VCC。164的每个输出脚驱动一个晶体管（9014）。现在出现问题，用示波器看，只有在第一个164的Q1上看到正确的脉冲，其他引脚全部是是低电平。尝试在dat，clk引脚串接，并接电阻，CPU引脚通过三极管作隔离输出等方法，依然不能解决问题。最好的清况下也就只有Q1---Q3可以正常工作。那位朋友有实际经验，说说是什么问题，有没有好的解决方法。（电路已经做好了，没办法改成595了）。

yhy630

在DATA,CLK接上拉电阻

morphli

首先谢谢楼上的帮助，我按照你说的方法试了一下，还是不成。我现在已经调试通过。不过过程比较复杂，而且感觉虽然正常工作了，但不是正解。我的电路板上有两个通道。其中一个通道需要在第一个164的data端对地加60P电容，第二个164的data对地加270P电容（这个通道电流较大）。另外一个通道由于线路板上的走线方向有折返，所以必须将折返的地方断开，分别驱动，data，clk两端不能加电阻或电容。感觉不是正经的解决方法。已经决定改用595了。 希望以上的方法对其他朋友有帮助，也希望有更好经验的朋友讲你的经验分享一下。

仙猫

串转并输出确实应该使用595，而不是164，因为后者不像前者有2级锁存，在移位控制中输出是会变的，除非你的应用是间歇式刷新，而且无所谓输出有毛刺。
有可能是控制时钟的相位做错，或时钟太快（可能性较小）造成的。建议把图整理出来，有一张图比写多少文字都清晰。

morphli

这个电路是之前用过的，跟一般的应用完全一致。之前每一个通道只有2个164串联，没有出现任何问题。由于电路在工作时会在164的输出脚（也就是图中的q1-q8)为高电位时产生大约0.7V的下拉脉冲。所以目前比较怀疑是这个的问题。但是由于之前使用没出现问题，并且在移位前后都是有足够延时的，所以不敢肯定。但是选择164主要是TI的AC164驱动电流有50ma不需要加驱动，结果。。。。。。

仙猫

但为什么三极管基极没串限流电阻？这样如果射极接地的话，164的输出将被嵌位在0.7V，最终烧毁管子或芯片。
另外请注意，AC164虽说最大输出有50mA，但并非允许8条腿一起输出这么大，它还有个200mA总电流的限制。还有一个容易忽略的限制条件是，芯片的最大耗散功率：DIP封装型是500mW，SOP/TSSOP封装型仅180mW。

morphli

谢仙猫的意见。由于后续的电路不在同一张图上，所以简单画了一下，方式是一样的。由于工作的时候每次保证只点亮一个管子，所以不会造成过载。另外驱动部分在LED下面也是一个9014负责驱动，所以即使有一个9014短路基本上不会造成更大的损失。限流电阻没装主要是当时觉得没什么必要。看来是有些问题。不过这个电路在164比较少的情况下工作的很不错。多了就完蛋了。而且示波器上看第一个164的clk和dat没有问题，时序也正常，就是没办法稳定驱动后面的管脚。如果什么都不加的话，只有第一个164的第一个输出会得到正确的脉冲（大约90K)后面的管脚就一直处于低电平。给clk和dat加上拉电阻的话可以保证前四个输出正常。尝试了很多方式才找到上面贴子说到的方式。但是感觉不适正确的方法。没有从根本上解决问题。

仙猫

1、除了164输出，下面的138输出到三极管基极也应串限流电阻。
2、两个三极管夹LED这一路也不能省限流，否则导通时VCC会过载。
3、假如线拉得较远的话，加终端电阻会改善驱动波形，不过现在信息太少难以判断。
觉得上述2的可能性较大——电源波动导致164移位不正常。

管中窥豹总也看不到整体，能否亮出全图呢？

pkkkkp

三极管基极缺少限流电阻。

morphli

原来的图分成了六部分，我将相关的部分都集中在这一张图上了。只是在这张图上164只有两个，实际上有4个进行串联。另外有两个使用相同的clk信号，但是dat信号是另外的信号，没有出现之前的问题。 图中的VCCA是为三极管供电的，是在VCC上串联了2个阻容构成的。主要就是怕影响集成块的供电。164的电源全部取自VCC。 ac164.rar (9.35 KB, 下载次数: 31)

2008-12-12 21:51 上传

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morphli

刚才试验了在164的输出串入330欧电阻，结果还是不成。谢谢上面两位的帮助。

仙猫

估计只是图上反，实际电路是接对的？
还是前面提到的：LED通路怎么没串限流电阻？这样假如上下三极管都导通，LED的正向压降是2V的话，那么VCC就会被嵌位在2.5～3V——超负载！这时会发生严重的电源跌落，使得所有的5V芯片都无法保证正常工作。
看了图之后才知道原来没用AC164，而是用了LS164。
请注意，AC是CMOS工艺芯片，在输出24mA下仍能保证有不低于4V的高电平输出；而LS则不行，TTL本身的拉电流能力就很弱，在输出仅400μA情况下高电平只保证有2.7V，可能都没能力让上面的三极管导通！

仙猫

如图：假设三极管c-e间饱和压降为0.3V，LED的正向压降为2.0V，则要打开上面的三极管的基极电位须要保证有3.0V。

morphli

图上的发光管确实是随便画的，在PCB电路上再正确标注正极位置。实际使用中用的是AC164，图中用LS只是因为库中没AC这个型号而已。另外此电路中三极管的正极接的是VCCA，不是VCC。相当于给每个导通的LED增加了一个30欧的限流电阻。而164的电源接的是VCC。在VCC和VCCA之间有两极降压和滤波。实际测试的时候在LED导通时只会影响到VCCA的电位稳定，在第一级电阻后面就已经看不到波动了（示波器用AC/100mv档），所以VCC的稳定肯定是没问题的。所以5V的芯片全部应该是可以正常工作的。上次的图中再最上边有VCCA的产生电路。那个图基本上都是一些小模块，逻辑关系基本没表现出来，看着回有点累  ：）

仙猫

较麻烦的做法：摘掉几个器件，让74xx164输出空载，编软件在指定位输出‘1’。如再不行那就是软件控制的时序问题了。
顺便提一哈，在VCC和VCCA之间插滤波没错，但靠这30Ω作限流的做法，在LED点灯数不同的情况下，亮度会不一致的。

morphli

看来仙猫也无奈了 ：）     软件时序的问题肯定不是（另外说一下，如果在平时保持clk为高电平，需要移位的时候先拉低再拉高好像比平时保持低电平，移位时拉高再拉低腰稳定一些），如果是时序的问题的话2个164的时候会有问题。断开输出的情况我试了，实际上是稍好一些但不是完全正常。但是只要把最后一个的clk断掉就好了，可是线路上没有任何短路、断路情况。加之后来增加电容后好了，所以我一直怀疑的是164的稳定性。或许是布线不合理造成的吧。我现在是基本放弃了。希望我们的讨论能给其他网友一些帮助把。再次感谢参加讨论的网友。

仙猫

主要是信息不足，希望morphli不要轻言放弃。一个74都没搞定，再玩别的不觉得很遗憾吗？（——激将法 ）
如有更详细的资料，如波形/控制程序/接续形态等，俺愿奉陪到底。

morphli

看了仙猫的留言，真的很感动。为了你的激将法，我一定将这个问题搞明白。我的MSN是 morphli@hotmail.com  希望能和你详细讨论。

仙猫

有进展了吗？
holycat@hotmail.com
不过最近没咋上。

morphli

谢谢仙猫，这段时间由于新的用595的板子做好了所以一直在调试新的电路和程序，所以一直没有上来。关于原来164的问题最后确认是CLK信号的问题。具体来说在我的PCB上需要在第四块164以后的clk信号断掉（不要留过长的多余布线），后面的164用一条线的导线连接到cpu的单独I/O引脚就不会出现问题了。这样看来应该是CLK信号在传输过程中受到了反射回波的影响，导致波形有抖动，虽然在示波器上看不到但是已经影响到164的时序。在网上有一篇文章提到过164在多片使用中应分组，且每组的clk，和dat信号使用04作为缓冲驱动。我手头没有04所以没有试验，不过根据试验的结果推测应该是可行的。