O 74HC165N é um registrador de deslocamento de 8 bits, paralelo-serial (Parallel-In / Serial-Out), pertencente à família lógica 74HC CMOS. Sua principal função é receber 8 entradas digitais simultaneamente e posteriormente transferir esses 8 bits serialmente, utilizando apenas uma linha de dados.

Esse componente é muito útil quando se deseja aumentar a quantidade de entradas digitais de um microcontrolador sem utilizar um grande número de pinos. A documentação da família 74HC165 confirma oito entradas paralelas D0–D7, uma entrada serial DS, duas saídas seriais complementares e carregamento paralelo assíncrono.

1. Identificação

Característica	Informação
Fabricante	NXP Semiconductors
Código	74HC165N
Família lógica	74HC
Função	Registrador de deslocamento
Tipo	Parallel-In / Serial-Out
Número de bits	8 bits
Entradas paralelas	D0 a D7
Entrada serial	DS
Saídas seriais	Q7 e Q7̅
Carregamento paralelo	Assíncrono
Clock	CP
Clock Enable	CE
Parallel Load	PL
Tecnologia	CMOS
Alimentação	2,0 a 6,0 V
Tensão típica	5 V
Encapsulamento N	DIP-16
Montagem	Through-Hole
Aplicação principal	Conversão paralelo → serial

A família 74HC165 possui faixa de alimentação de 2,0 a 6,0 V, baixo consumo CMOS e alta imunidade a ruído.

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2. Qual é a função do 74HC165?

Imagine que você tenha 8 botões:

BOTÃO 0 ──► D0

BOTÃO 1 ──► D1

BOTÃO 2 ──► D2

BOTÃO 3 ──► D3

BOTÃO 4 ──► D4

BOTÃO 5 ──► D5

BOTÃO 6 ──► D6

BOTÃO 7 ──► D7

Em vez de conectar os oito sinais diretamente ao microcontrolador, você conecta os oito sinais ao 74HC165.

O microcontrolador precisa basicamente de:

• DATA
• CLOCK
• LOAD

para obter sequencialmente os oito bits.

Assim:

74HC165

┌─────────────┐

D0 ────►│ │

D1 ────►│ │

D2 ────►│ │

D3 ────►│ 8-BIT │

D4 ────►│ SHIFT │────► SERIAL DATA

D5 ────►│ REGISTER │

D6 ────►│ │

D7 ────►│ │

└─────────────┘

▲

│

CLOCK

Portanto, ele realiza:

8 entradas paralelas → 1 saída serial

Isso economiza muitos GPIOs do microcontrolador.

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3. Como funciona?

O funcionamento possui duas etapas principais:

Etapa 1 — Carregamento paralelo

A entrada PL (Parallel Load) é colocada em nível LOW.

Nesse momento, os oito sinais:

D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 e D7

são carregados simultaneamente no registrador.

Por exemplo:

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

1 0 1 1 0 0 1 0

O 74HC165 armazena esses oito bits.

O carregamento paralelo é assíncrono, ou seja, não depende de uma borda do clock para realizar a carga quando PL está ativo.

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4. Etapa 2 — Deslocamento serial

Depois de carregar os oito bits, PL retorna para HIGH.

Agora o circuito entra no modo de deslocamento.

Cada pulso do clock desloca os bits internamente.

Por exemplo:

Inicial:

 

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

1 0 1 1 0 0 1 0

A cada pulso do clock, um bit é disponibilizado na saída serial.

Depois de oito pulsos, todos os oito bits foram transferidos.

Portanto:

8 bits paralelos

│

▼

┌───────────────┐

│ 74HC165 │

└───────┬───────┘

│

▼

bit 0 → bit 1 → bit 2 → ... → bit 7

---

5. Entrada PL — Parallel Load

A entrada:

PL = Parallel Load

controla o carregamento dos oito bits.

Ela é ativa em LOW.

PL = LOW

D0-D7

│

▼

CARREGAR

PL = HIGH

D0-D7

│

X

│

SHIFT REGISTER

Nesse segundo estado, o circuito pode receber dados serialmente pela entrada DS.

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6. Entrada CP — Clock

A entrada CP (Clock Pulse) determina quando ocorre o deslocamento.

Com o clock habilitado, os dados são deslocados nas transições LOW → HIGH do clock.

Portanto:

CLOCK

 

┌───┐ ┌───┐ ┌───┐

─────┘ └─────┘ └─────┘ └──

 

↑ ↑ ↑

SHIFT SHIFT SHIFT

Cada subida do clock provoca um deslocamento.

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7. Entrada CE — Clock Enable

A entrada CE habilita ou desabilita o clock.

Quando:

CE = LOW

o clock está habilitado e os dados podem ser deslocados.

Quando:

CE = HIGH

o clock é desabilitado internamente.

Isso permite ao microcontrolador controlar quando o registrador pode ou não ser deslocado.

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8. Entrada DS — Serial Data

O DS (Serial Data Input) permite inserir dados serialmente.

Isso é particularmente interessante porque o 74HC165 não é limitado somente à conversão paralelo → serial.

Podemos conectar vários 74HC165 em cascata:

74HC165 #1

┌────────────┐

│ │

│ │───► Q7

└────────────┘

│

▼

DS do #2

 

74HC165 #2

┌────────────┐

│ │

│ │───► Q7

└────────────┘

Dessa maneira podemos criar, por exemplo:

16 entradas → 1 linha serial

ou:

24 entradas → 1 linha serial

etc.

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9. Duas saídas seriais

O componente possui duas saídas:

• Q7
• Q7̅

A segunda é o complemento lógico da primeira.

Assim:

Q7	Q7̅
0	1
1	0

A existência das duas saídas pode ser útil em determinadas interfaces digitais e também facilita a conexão em cascata.

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10. Pinagem

O 74HC165N possui 16 pinos.

A distribuição funcional é:

Pino	Função
1	PL — Parallel Load
2	CP — Clock
3	D4
4	D5
5	D6
6	D7
7	Q7
8	GND
9	Q7̅
10	DS — Serial Data
11	D0
12	D1
13	D2
14	D3
15	CE — Clock Enable
16	VCC

A identificação exata dos pinos deve ser conferida no datasheet correspondente à variante/encapsulamento, especialmente em componentes antigos com marcação NXP/Nexperia.

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11. Tecnologia 74HC

O HC significa:

High-Speed CMOS

É uma família lógica CMOS projetada para proporcionar:

• baixo consumo;
• alta impedância de entrada;
• boa velocidade;
• alta imunidade a ruído.

É importante diferenciar:

74HC165

Entradas com níveis CMOS.

74HCT165

Entradas com níveis TTL.

A documentação especifica explicitamente essa diferença: 74HC165 = CMOS levels e 74HCT165 = TTL levels.

Portanto, não devemos confundir 74HC165 com 74HCT165.

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12. Faixa de alimentação

A família atual é especificada para:

VCC = 2,0 a 6,0 V

Isso permite utilizar o componente em sistemas de diferentes tensões lógicas.

Por exemplo:

• 3,3 V;
• 5 V.

Isso torna o 74HC165 bastante interessante para interfaces com microcontroladores modernos.

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13. Tolerância de entrada

Uma característica particularmente interessante da família 74HC165 é a tolerância de entrada a sobretensão de até 15 V, em determinadas condições especificadas pelo fabricante.

Isso permite aplicações de conversão de níveis HIGH → LOW, embora seja necessário respeitar as condições e limites do datasheet.

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14. Aplicações

O 74HC165 é muito utilizado para:

• expansão de entradas digitais;
• leitura de vários botões;
• leitura de DIP switches;
• leitura de sensores digitais;
• painéis de controle;
• teclados;
• interfaces industriais;
• leitura de estados de relés;
• aquisição de sinais digitais;
• conversão paralelo → serial;
• redução da quantidade de GPIOs de microcontroladores.

Exemplo com microcontrolador

Um microcontrolador poderia controlar vários sinais usando somente:

GPIO 1 → PL

GPIO 2 → CLOCK

GPIO 3 ← DATA

Em vez de utilizar oito GPIOs.

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15. Exemplo prático com 8 entradas

Imagine um equipamento com oito entradas:

I0

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7

Conectamos:

I0 → D0

I1 → D1

I2 → D2

I3 → D3

I4 → D4

I5 → D5

I6 → D6

I7 → D7

O microcontrolador faz:

1. Pulso de LOAD

PL = 0

Os oito estados são capturados.

2. Libera LOAD

PL = 1

3. Gera 8 clocks

A cada clock lê um bit.

Resultado:

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

└────── SERIAL ─────────► MCU

É exatamente essa característica que faz o 74HC165 ser tão útil para expansão de entradas.

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16. Características principais

Característica	74HC165N
Função	Registrador de deslocamento
Direção	Paralelo → Serial
Bits	8
Entrada paralela	8
Entrada serial	1
Saída serial	2 complementares
Parallel Load	Assíncrono
Clock	Borda de subida
Clock Enable	Sim
Tecnologia	CMOS
Alimentação	2–6 V
Consumo	Baixo
Imunidade a ruído	Alta
Encapsulamento	DIP-16
Aplicação principal	Expansão de entradas digitais