Registro de Desplazamiento Universal Bidireccional 4 Bits SN74LS194AN DIP-16 TTL 74LS194

¿Qué es?

El SN74LS194AN es un circuito integrado secuencial digital de alta velocidad de la familia TTL Low-power Schottky que opera como un registro de desplazamiento universal bidireccional de 4 bits. Integra cuatro modos fundamentales de operación: retención de datos (Hold / inhibición de reloj), desplazamiento a la derecha (Shift Right), desplazamiento a la izquierda (Shift Left) y carga en paralelo síncrona (Parallel Load). La selección del modo se realiza mediante dos líneas de control (S0 y S1). Dispone de entradas serie independientes para desplazamiento a derecha (SR SER) e izquierda (SL SER), cuatro entradas paralelas de carga (A, B, C, D), cuatro salidas en paralelo (QA, QB, QC, QD) y una entrada de borrado o reinicio asíncrono (/CLR) de acción inmediata.

Especificaciones técnicas:

• Fabricante: Texas Instruments

• Modelo / Referencia: SN74LS194AN (74LS194 / 74LS194A)

• Familia lógica: TTL LS (Low-power Schottky)

• Función lógica: Registro de desplazamiento bidireccional universal de 4 bits (4-Bit Bidirectional Universal Shift Register)

• Capacidad: 4 bits (QA, QB, QC, QD)

• Modos de funcionamiento: Retención (Hold), Shift Right, Shift Left y Carga Paralela

• Entradas de selección de modo: 2 líneas comunes (S0 y S1)

• Entradas de datos serie: 2 pines independientes: SR SER (desplazamiento a derecha) y SL SER (desplazamiento a izquierda)

• Entradas de datos en paralelo: 4 líneas (A, B, C, D)

• Disparo de reloj: Flanco de subida (Positive-Edge-Triggered)

• Tipo de reinicio: Asíncrono directo mediante pin /CLR (activo en nivel bajo, independiente del reloj)

• Encapsulado: DIP-16 plástico (Through-Hole para protoboard / PCB)

• Voltaje de alimentación (VCC): 4.75 V a 5.25 V DC (nominal: 5.0 V)

• Pines de alimentación estándar: Pin 16 (VCC) y Pin 8 (GND)

• Frecuencia máxima de reloj (fmax): Típica de 36 MHz (mínimo 25 MHz a 30 MHz)

• Voltaje de entrada nivel alto (VIH): Mínimo 2.0 V

• Voltaje de entrada nivel bajo (VIL): Máximo 0.8 V

• Voltaje de salida nivel alto (VOH): Mínimo 2.7 V (típico 3.4 V)

• Voltaje de salida nivel bajo (VOL): Máximo 0.5 V (típico 0.35 V)

• Corriente de salida a nivel bajo (IOL): 8 mA

• Tiempo de retardo de propagación típico: 14 a 22 ns

• Rango de temperatura de operación: 0°C a +70°C

¿Para qué sirve?

• Conversión universal entre formatos de datos: Serie a Paralelo (SIPO), Paralelo a Serie (PISO), Serie a Serie (SISO) y Paralelo a Paralelo (PIPO).

• Generador de efectos visuales secuenciales de ida y vuelta (luces tipo auto fantástico o marquesinas LED).

• Operaciones aritméticas binarias de multiplicación y división por 2 mediante corrimiento de bits.

• Generador de secuencias digitales, registros en anillo y contadores Johnson.

• Prácticas y laboratorios académicos de electrónica digital, arquitectura de procesadores y registros de corrimiento.

¿Qué problema te soluciona?

• Todos los tipos de registro en un solo chip: Reemplaza múltiples integrados dedicados gracias a su capacidad de operar en cualquier modalidad (SIPO, PISO, SISO, PIPO) cambiando solo dos pines de control.

• Desplazamiento bidireccional sin circuitería externa: Permite mover bits a izquierda o derecha sin necesidad de añadir multiplexores o compuertas lógicas externas.

• Carga paralela síncrona: Permite inicializar o precargar palabras completas de 4 bits en un solo ciclo de reloj sin generar transitorios indeseados.

• Reset de emergencia directo: Su pin /CLR borra instantáneamente a cero todas las salidas sin requerir pulsos de reloj.

• Fácil inserción: Su formato Through-Hole DIP-16 encaja con firmeza en protoboards y zócalos estándar.

Preguntas frecuentes:

❓ ¿Cuáles son los pines de alimentación VCC y GND del 74LS194?

Cuenta con la distribución estándar de 16 pines: Pin 16 = VCC (+5 V) y Pin 8 = GND (Tierra / 0 V).

❓ ¿Cómo se seleccionan los modos de funcionamiento con los pines S0 y S1?

Con el integrado habilitado (/CLR en nivel alto +5 V), la combinación en S1 (Pin 10) y S0 (Pin 9) define la acción que ocurrirá en el siguiente flanco ascendente del reloj (CLK):

• S1=0, S0=0 (Retención / Hold): El reloj queda inhibido; las salidas mantienen su dato previo sin cambios.

• S1=0, S0=1 (Shift Right - Desplazamiento a la derecha): El bit en Pin 2 (SR SER) pasa a QA, QA pasa a QB, QB a QC y QC a QD.

• S1=1, S0=0 (Shift Left - Desplazamiento a la izquierda): El bit en Pin 7 (SL SER) pasa a QD, QD a QC, QC a QB y QB a QA.

• S1=1, S0=1 (Carga paralela): Los niveles presentes en A, B, C y D se copian simultáneamente a las salidas QA, QB, QC y QD.

❓ ¿Cómo debe conectarse la entrada de borrado (/CLR - Pin 1)?

El Pin 1 (/CLR) es activo en nivel bajo (0 V) y actúa de manera asíncrona:

• Para el funcionamiento normal del registro, el Pin 1 (/CLR) debe mantenerse conectado a +5 V (nivel alto).

• Si se conecta a 0 V (GND), las cuatro salidas (QA a QD) pasan inmediatamente a nivel bajo (0 V), sin importar el reloj ni las entradas de modo.

❓ ¿En qué se diferencia el 74LS194 del 74LS164?

• El 74LS164 es un registro de 8 bits de entrada serie y salida paralela (SIPO) estrictamente unidireccional y sin carga paralela.

• El 74LS194 es un registro de 4 bits universal y bidireccional (desplaza en ambos sentidos, carga en paralelo y retiene datos).

❓ ¿Cómo se conectan dos 74LS194 para crear un registro bidireccional de 8 bits?

1. Une en paralelo las líneas de reloj (CLK), borrado (/CLR) y control de modo (S0, S1) entre ambos chips.

2. Para desplazamiento a la derecha: conecta la salida QD del primer chip a la entrada SR SER (Pin 2) del segundo chip.

3. Para desplazamiento a la izquierda: conecta la salida QA del segundo chip a la entrada SL SER (Pin 7) del primer chip.

❓ ¿Cuál es la distribución completa de pines (pinout) del 74LS194?

• Pin 1: Entrada de borrado / reinicio asíncrono (/CLR - activa en bajo)

• Pin 2: Entrada serie para desplazamiento a la derecha (SR SER)

• Pin 3: Entrada de dato paralelo A (bit 0)

• Pin 4: Entrada de dato paralelo B (bit 1)

• Pin 5: Entrada de dato paralelo C (bit 2)

• Pin 6: Entrada de dato paralelo D (bit 3)

• Pin 7: Entrada serie para desplazamiento a la izquierda (SL SER)

• Pin 8: GND (Tierra)

• Pin 9: Entrada de control de modo S0

• Pin 10: Entrada de control de modo S1

• Pin 11: Entrada de reloj (CLK - activo en flanco de subida)

• Pin 12: Salida paralela QD (bit 3)

• Pin 13: Salida paralela QC (bit 2)

• Pin 14: Salida paralela QB (bit 1)

• Pin 15: Salida paralela QA (bit 0)

• Pin 16: VCC (+5 V)