八位串行輸入鎖定驅(qū)動(dòng)器及其應(yīng)用

1概述

mic5841／5842是micrel公司采用bicmos工藝生產(chǎn)的、可對(duì)多種外圍功率驅(qū)動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)的、比較完整的8位串行輸入驅(qū)動(dòng)器集成電路。該芯片內(nèi)部含有一個(gè)8－bit cmos移位寄存器、一個(gè)cmos控制電路、8個(gè)cmos數(shù)據(jù)鎖存器和8個(gè)雙極型電流阻斷式復(fù)合晶體管輸出驅(qū)動(dòng)器。

mic5841和mic5842在電路功能、結(jié)構(gòu)、原理和使用方法上完全相同，所不同的僅僅是其最大輸出電壓范圍稍有差異。mic5841的最高輸出電壓為50v，而mic5842則在其輸出電壓為80v時(shí)仍能保證器件的所有性能可靠。另外，該器件在瞬間斷電、甚至出現(xiàn)－20v的瞬間負(fù)脈沖時(shí)仍能正常的工作。

mic5841／5842內(nèi)含瞬變二極管，其輸出電流可達(dá)500ma，因而可用于驅(qū)動(dòng)照明燈以及繼電器、螺線(xiàn)管和其它感性負(fù)載。

mic5841／5842是新一代的高速器件。在5v邏輯輸入電壓時(shí)，其操作速度高于5mhz；而在12v邏輯輸入電壓時(shí)，其操作速度更高。它采用cmos輸入方式，可兼容標(biāo)準(zhǔn)的cmos、pmos和nmos邏輯電平。如果使用適當(dāng)?shù)纳侠娮?，該器件也可以與ttl或dtl等電平兼容。另外，通過(guò)其串行數(shù)據(jù)輸出端口，mic5841／5842還可以用于其它需要附加的驅(qū)動(dòng)接口應(yīng)用方面。mic5841／5842具有18腳dip、soic和20腳plcc三種封裝形式，其引腳排列如圖1所示。

2結(jié)構(gòu)功能和主要參數(shù)

2．1內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能

圖2所示是mic5841／mic5842的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理圖。該芯片各引出端口的功能說(shuō)明如下：

vee：低壓參考公共端；
clock：時(shí)鐘信號(hào)輸入，是整個(gè)器件控制的時(shí)鐘基準(zhǔn)；
serialdatain：串行數(shù)據(jù)輸入端；
vss：電源參考地端；
vdd：電源端；
serialdataout：串行數(shù)據(jù)輸出端口；
strobe：移位寄存器和鎖存器控制端口；
outputenable：輸出out1～out8的使能端；
k：輸出二極管陰極連接端；
out1～out8：驅(qū)動(dòng)輸出端。

2．2電氣參數(shù)

mic5841／mic5842的主要電氣性能參數(shù)如下：
●輸出電壓：對(duì)于mic5841來(lái)說(shuō)，其通常情況下的輸出電壓vce為50v，感性負(fù)載時(shí)為35v；而對(duì)于mic5842來(lái)說(shuō)，其通常情況下的輸出電壓vce為80v，感性負(fù)載時(shí)為50v；
●邏輯電源電壓vdd：15v；
●相對(duì)于vee端口的vdd電壓：25v；
●發(fā)射極電源電壓vee：－20v；
●輸入電壓范圍：－0．3v～vdd＋0．3v；
●連續(xù)輸出電流iout：500ma；
●工作溫度范圍：－55℃～＋85℃；
●器件存儲(chǔ)溫度范圍：－65℃～＋150℃。
mic5841和mic5842的其它主要電氣參數(shù)如表1所列。

3工作原理

mic5841／mic5842的操作控制時(shí)序如圖3所示，當(dāng)輸入時(shí)鐘脈沖從邏輯0跳變到邏輯1時(shí)，從串行數(shù)據(jù)輸入中輸入的數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)入器件中的移位寄存器。而在時(shí)鐘脈沖之后，移位寄存器中的數(shù)據(jù)將被輸出至串行數(shù)據(jù)輸出端。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：該串行數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)在時(shí)鐘脈沖的上升沿之前就已經(jīng)出現(xiàn)在串行數(shù)據(jù)輸入端。該超前時(shí)間通常為75ns。也就是說(shuō)，圖3中的“a”應(yīng)為75ns。

當(dāng)strobe端為高存器中的所有數(shù)據(jù)狀態(tài)都將被轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)鎖存器之中（利用這一特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行／并行轉(zhuǎn)換），此后，如果strobe端口繼續(xù)維持高電平，那么，數(shù)據(jù)鎖存器將繼續(xù)接受新的數(shù)據(jù)。要使數(shù)據(jù)鎖存器停止接受移位寄存器轉(zhuǎn)入的新的數(shù)據(jù)，應(yīng)使strobe端結(jié)束高電平狀態(tài)。這可以通過(guò)在串行數(shù)據(jù)輸入時(shí)將使能端的輸入電平變高的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)使能輸入端為高電平時(shí)，除了數(shù)據(jù)鎖存器或移位寄存器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)狀態(tài)以外，所有的輸出緩沖器都將被關(guān)斷。利用使能輸入端的低電平，可以通過(guò)數(shù)據(jù)鎖存器中的數(shù)據(jù)狀態(tài)來(lái)控制mic584/mic5842的out1-out8這8個(gè)輸出端口，從而達(dá)到控制驅(qū)動(dòng)輸出的目的。

mic5841/mic5842的操作控制真值表如表2所列。表2中，“h”表示邏輯高電平，“l(fā)”表示邏輯低電平，“x”表示無(wú)關(guān)，“p”表示當(dāng)前狀態(tài)，“r”表示存儲(chǔ)狀態(tài)。

4 應(yīng)用電路

4.1電平移位式發(fā)光燈驅(qū)動(dòng)電路

圖4所示是采用mic5841設(shè)計(jì)的電平移位式復(fù)合發(fā)光燈驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)際連接圖。利用該電路可在特定時(shí)鐘和串行數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的控制下，使8個(gè)復(fù)合式發(fā)光燈按照特定的發(fā)光規(guī)律進(jìn)行發(fā)光。該電路采用-9v電壓來(lái)作為電路的低壓參考。電源電壓選擇+5v，strobe端與+5v電源端直接相連。out-put enable端則直接接地以使其為低電平，因而可通過(guò)數(shù)據(jù)鎖存器中的數(shù)據(jù)狀態(tài)控制mic5841的out1-out8這8個(gè)輸出端口，最后達(dá)到控制8個(gè)發(fā)光燈的目的。

4.2 二極管驅(qū)動(dòng)器收發(fā)開(kāi)關(guān)電路

用mic5842構(gòu)成的正負(fù)電源供電的二極管驅(qū)動(dòng)器收發(fā)開(kāi)關(guān)電路如圖5所示。該電路實(shí)際上是通過(guò)三個(gè)輸出端口控制3個(gè)二極管，進(jìn)而控制整個(gè)電路，以進(jìn)行接收和發(fā)射的開(kāi)關(guān)控制的。當(dāng)電路為接收狀態(tài)時(shí)，二極管d1和d3不導(dǎo)通，二極管d2激活以使得電路完成接收任務(wù)；而當(dāng)電路為發(fā)射狀態(tài)時(shí)，二極管d1和d3激活，d2關(guān)斷，從而使電路處于發(fā)射狀態(tài)。另外，該電路在設(shè)計(jì)時(shí)還在+5v電源上連接了一個(gè)0.01uf的濾波電容，同時(shí)在-5v電源上也連接了一個(gè)100uf和一個(gè)0.01uf的電容器。通過(guò)這些電容可以更好地濾除電源紋波，提高電路的可靠性。