Shift Register Nedir? 74HC164 ve CD4094 ile Mikrodenetleyici Çıkışlarını Çoğaltma

Shift register (Türkçesiyle kaydırmalı yazmaç), seri olarak gelen veriyi her saat darbesinde bir basamak kaydırarak saklayan ve paralel çıkışlara aktaran bir lojik entegredir. En yaygın kullanım amacı, mikrodenetleyicinin yalnızca 2–3 pini ile 8, 16 veya daha fazla çıkışı kontrol etmektir. “Shift register nedir”, “74HC164 nasıl kullanılır” veya “mikrodenetleyici pinleri yetmiyor ne yapmalı” sorularını araştıranlar için bu yazıda çalışma mantığını ve iki klasik entegreyi, 74HC164 ile CD4094’ü karşılaştırdık.

Shift Register’ın Çalışma Prensibi

Seri giriş / paralel çıkış (SIPO) tipindeki bir shift register, art arda bağlanmış flip-flop’lardan oluşur. Veri girişindeki bit, her saat (CLOCK) darbesinde ilk flip-flop’a alınır ve önceki bitler bir basamak ileri kayar. Sekiz saat darbesinden sonra 8 bitlik veri, entegrenin 8 paralel çıkışında hazır olur.

Burada iki farklı yaklaşım vardır. 74HC164 gibi saklama yazmacı olmayan entegrelerde, veri kaydırılırken çıkışlar da anlık olarak değişir. CD4094 gibi “shift-and-store” entegrelerde ise veri önce iç yazmaçta kaydırılır, ardından STROBE sinyaliyle tek seferde çıkışlara aktarılır; böylece kaydırma sırasında çıkışlarda titreme görülmez. Birden fazla entegre, seri çıkış üzerinden kademeli (cascade) bağlanarak 16, 24 veya daha fazla çıkış elde edilebilir.

Hangi Alanlarda Kullanılır?

Shift register entegreleri dijital elektronikte çok yönlü bir yapı taşıdır:

• Mikrodenetleyici Çıkış Genişletme: Az sayıda pinle çok sayıda LED, röle veya kontrol sinyali sürülür.
• LED ve 7 Segment Gösterge Sürme: Gösterge panellerinde segment ve hane verileri seri olarak gönderilir.
• Dot Matrix ve LED Ekranlar: Satır ve sütun verileri shift register zinciriyle taranır.
• Seri–Paralel Veri Dönüşümü: Uzak bir karta az sayıda kabloyla paralel kontrol verisi taşınır.
• Kontrol Panelleri: Röle sürücüleriyle birlikte kullanılarak çok kanallı çıkış kartları oluşturulur.

Neden Shift Register’a İhtiyaç Duyulur?

Mikrodenetleyicilerin I/O pin sayısı sınırlıdır ve daha fazla pin genellikle daha büyük ve pahalı bir kılıf anlamına gelir. Shift register ise birkaç pinle çıkış sayısını neredeyse sınırsız şekilde çoğaltır, kart üzerindeki yolları azaltır ve kablo sayısını düşürür. Ayrıca çıkışları mikrodenetleyiciden ayırarak, olası bir arızada daha ucuz bir entegrenin değiştirilmesini sağlar. “Arduino ile 16 LED nasıl yakılır” gibi sorulara verilen en yaygın cevap da shift register kullanmaktır.

Çözüm: 74HC164 ve CD4094 Shift Register Entegreleri

74HC164 (ST M74HC164), yüksek hızlı CMOS (HC) ailesinden 8 bit seri giriş / paralel çıkış shift register’dır. AND kapılı iki seri veri girişi (A, B) ve asenkron, düşük aktif CLEAR girişi bulunur. 2–6 V besleme aralığında çalışır ve 6 V’ta tipik 62 MHz saat frekansına ulaşır. DIP-14 kılıfı, standart 74HC164 ile bacak ve fonksiyon uyumludur.

Çıkışların kaydırma sırasında değişmemesi gereken uygulamalarda CD4094BE öne çıkar. Texas Instruments’ın CD4000 CMOS ailesinden bu 8 kademeli shift-and-store bus yazmacı, STROBE ile saklama, OUTPUT ENABLE ile 3 durumlu (3-state) çıkış kontrolü ve kademeli bağlantı için iki seri çıkış (QS, Q’S) sunar. 3–18 V gibi geniş bir besleme aralığında çalışması, 12 V’luk kontrol devrelerinde doğrudan kullanılmasını sağlar. DIP-16 kılıftadır.

Bu entegreleri Fark Tedarik üzerinden kurumsal faturayla temin edebilirsiniz:

Diğer lojik ve sürücü entegreleri Entegreler kategorimizde inceleyebilirsiniz.

Ek Avantajlar ve Kullanım Önerileri

Shift register çıkışları yalnızca birkaç mA akım verebilir; röle, motor veya yüksek akımlı LED dizileri sürmek için çıkışlara bir sürücü eklemeniz gerekir. Bu amaçla en çok kullanılan çözüm ULN2803 Darlington transistör dizisidir. 74HC164 kullanırken veri gönderimi sırasında çıkışların kısa süre değişeceğini unutmayın; bu durum göz ile fark edilmeyecek kadar hızlı olsa da röle gibi yüklerde istenmeyebilir, bu tür uygulamalarda CD4094 tercih edilmelidir.

Shift register’ları dot matrix LED ekran projelerinde satır ve sütun taramasıyla da kullanabilirsiniz. Toplu alım ve proje bazlı ihtiyaçlarınız için Fark Tedarik ile iletişime geçin: https://farktedarik.com/iletisim/.

Sıkça Sorulan Sorular