八位串行輸入鎖定驅動器及其應用

1概述

mic5841／5842是micrel公司采用bicmos工藝生產的、可對多種外圍功率驅動應用系統(tǒng)提供驅動的、比較完整的8位串行輸入驅動器集成電路。該芯片內部含有一個8－bit cmos移位寄存器、一個cmos控制電路、8個cmos數(shù)據(jù)鎖存器和8個雙極型電流阻斷式復合晶體管輸出驅動器。

mic5841和mic5842在電路功能、結構、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的瞬間負脈沖時仍能正常的工作。

mic5841／5842內含瞬變二極管，其輸出電流可達500ma，因而可用于驅動照明燈以及繼電器、螺線管和其它感性負載。

mic5841／5842是新一代的高速器件。在5v邏輯輸入電壓時，其操作速度高于5mhz；而在12v邏輯輸入電壓時，其操作速度更高。它采用cmos輸入方式，可兼容標準的cmos、pmos和nmos邏輯電平。如果使用適當?shù)纳侠娮?，該器件也可以與ttl或dtl等電平兼容。另外，通過其串行數(shù)據(jù)輸出端口，mic5841／5842還可以用于其它需要附加的驅動接口應用方面。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結構功能和主要參數(shù)

2．1內部結構和引腳功能

圖2所示是mic5841／mic5842的內部結構和工作原理圖。該芯片各引出端口的功能說明如下：

vee：低壓參考公共端；
clock：時鐘信號輸入，是整個器件控制的時鐘基準；
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：驅動輸出端。

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：對于mic5841來說，其通常情況下的輸出電壓vce為50v，感性負載時為35v；而對于mic5842來說，其通常情況下的輸出電壓vce為80v，感性負載時為50v；
●邏輯電源電壓vdd：15v；
●相對于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的操作控制時序如圖3所示，當輸入時鐘脈沖從邏輯0跳變到邏輯1時，從串行數(shù)據(jù)輸入中輸入的數(shù)據(jù)將轉入器件中的移位寄存器。而在時鐘脈沖之后，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。應當說明的是：該串行數(shù)據(jù)應當在時鐘脈沖的上升沿之前就已經出現(xiàn)在串行數(shù)據(jù)輸入端。該超前時間通常為75ns。也就是說，圖3中的“a”應為75ns。

當strobe端為高存器中的所有數(shù)據(jù)狀態(tài)都將被轉移到數(shù)據(jù)鎖存器之中（利用這一特點可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行／并行轉換），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入的新的數(shù)據(jù)，應使strobe端結束高電平狀態(tài)。這可以通過在串行數(shù)據(jù)輸入時將使能端的輸入電平變高的方法來實現(xiàn)。

當使能輸入端為高電平時，除了數(shù)據(jù)鎖存器或移位寄存器中存儲的數(shù)據(jù)狀態(tài)以外，所有的輸出緩沖器都將被關斷。利用使能輸入端的低電平，可以通過數(shù)據(jù)鎖存器中的數(shù)據(jù)狀態(tài)來控制mic584/mic5842的out1-out8這8個輸出端口，從而達到控制驅動輸出的目的。

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”表示無關，“p”表示當前狀態(tài)，“r”表示存儲狀態(tài)。

4 應用電路

4.1電平移位式發(fā)光燈驅動電路

圖4所示是采用mic5841設計的電平移位式復合發(fā)光燈驅動電路的實際連接圖。利用該電路可在特定時鐘和串行數(shù)據(jù)輸入信號的控制下，使8個復合式發(fā)光燈按照特定的發(fā)光規(guī)律進行發(fā)光。該電路采用-9v電壓來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個輸出端口，最后達到控制8個發(fā)光燈的目的。

4.2 二極管驅動器收發(fā)開關電路

用mic5842構成的正負電源供電的二極管驅動器收發(fā)開關電路如圖5所示。該電路實際上是通過三個輸出端口控制3個二極管，進而控制整個電路，以進行接收和發(fā)射的開關控制的。當電路為接收狀態(tài)時，二極管d1和d3不導通，二極管d2激活以使得電路完成接收任務；而當電路為發(fā)射狀態(tài)時，二極管d1和d3激活，d2關斷，從而使電路處于發(fā)射狀態(tài)。另外，該電路在設計時還在+5v電源上連接了一個0.01uf的濾波電容，同時在-5v電源上也連接了一個100uf和一個0.01uf的電容器。通過這些電容可以更好地濾除電源紋波，提高電路的可靠性。