八位串行输入锁定驱动器及其应用

八位串行输入锁定驱动器及其应用

空军工程大学电讯工程学院 李晓明 赵晓明

1概述

MIC5841／5842是MICREL公司采用BiCMOS工艺生产的、可对多种外围功率驱动应用系统提供驱动的、比较完整的8位串行输入驱动器集成电路。该芯片内部含有一个8－bit CMOS移位寄存器、一个CMOS控制电路、8个CMOS数据锁存器和8个双极型电流阻断式复合晶体管输出驱动器。

MIC5841和MIC5842在电路功能、结构、原理和使用方法上完全相同，所不同的仅仅是其输出电压范围稍有差异。MIC5841的输出电压为50V，而MIC5842则在其输出电压为80V时仍能保证器件的所有性能可靠。另外，该器件在瞬间断电、甚至出现－20V的瞬间负脉冲时仍能正常的工作。

MIC5841／5842内含瞬变二极管，其输出电流可达500mA，因而可用于驱动照明灯以及继电器、螺线管和其它感性负载。

MIC5841／5842是新一代的高速器件。在5V逻辑输入电压时，其操作速度高于5MHz；而在12V逻辑输入电压时，其操作速度更高。它采用CMOS输入方式，可兼容标准的CMOS、PMOS和NMOS逻辑电平。如果使用适当的上拉电阻，该器件也可以与TTL或DTL等电平兼容。另外，通过其串行数据输出端口，MIC5841／5842还可以用于其它需要附加的驱动接口应用方面。MIC5841／5842具有18脚DIP、SOIC和20脚PLCC三种封装形式，其引脚排列如图1所示。

2结构功能和主要参数

2．1内部结构和引脚功能

图2所示是MIC5841／MIC5842的内部结构和工作原理图。该芯片各引出端口的功能说明如下：

VEE：低压参考公共端；
CLOCK：时钟信号输入，是整个器件控制的时钟基准；
SERIALDATAIN：串行数据输入端；
VSS：电源参考地端；
VDD：电源端；
SERIALDATAOUT：串行数据输出端口；
STROBE：移位寄存器和锁存器控制端口；
OUTPUTENABLE：输出OUT1～OUT8的使能端；
K：输出二极管阴极连接端；
OUT1～OUT8：驱动输出端。

2．2电气参数

MIC5841／MIC5842的主要电气性能参数如下：
●输出电压：对于MIC5841来说，其通常情况下的输出电压VCE为50V，感性负载时为35V；而对于MIC5842来说，其通常情况下的输出电压VCE为80V，感性负载时为50V；
●逻辑电源电压VDD：15V；
●相对于VEE端口的VDD电压：25V；
●发射极电源电压VEE：－20V；
●输入电压范围：－0．3V～VDD＋0．3V；
●连续输出电流IOUT：500mA；
●工作温度范围：－55℃～＋85℃；
●器件存储温度范围：－65℃～＋150℃。
MIC5841和MIC5842的其它主要电气参数如表1所列。

3工作原理

MIC5841／MIC5842的操作控制时序如图3所示，当输入时钟脉冲从逻辑0跳变到逻辑1时，从串行数据输入中输入的数据将转入器件中的移位寄存器。而在时钟脉冲之后，移位寄存器中的数据将被输出至串行数据输出端。应当说明的是：该串行数据应当在时钟脉冲的上升沿之前就已经出现在串行数据输入端。该超前时间通常为75ns。也就是说，图3中的“A”应为75ns。

当STROBE端为高存器中的所有数据状态都将被转移到数据锁存器之中（利用这一特点可实现数据的串行／并行转换），此后，如果STROBE端口继续维持高电平，那么，数据锁存器将继续接受新的数据。要使数据锁存器停止接受移位寄存器转入的新的数据，应使STROBE端结束高电平状态。这可以通过在串行数据输入时将使能端的输入电平变高的方法来实现。

当使能输入端为高电平时，除了数据锁存器或移位寄存器中存储的数据状态以外，所有的输出缓冲器都将被关断。利用使能输入端的低电平，可以通过数据锁存器中的数据状态来控制MIC584/MIC5842的OUT1-OUT8这8个输出端口，从而达到控制驱动输出的目的。

MIC5841/MIC5842的操作控制真值表如表2所列。表2中，“H”表示逻辑高电平，“L”表示逻辑低电平，“X”表示无关，“P”表示当前状态，“R”表示存储状态。

4 应用电路

4.1电平移位式发光灯驱动电路

图4所示是采用MIC5841设计的电平移位式复合发光灯驱动电路的实际连接图。利用该电路可在特定时钟和串行数据输入信号的控制下，使8个复合式发光灯按照特定的发光规律进行发光。该电路采用-9V电压来作为电路的低压参考。电源电压选择+5V，STROBE端与+5V电源端直接相连。OUT-PUT ENABLE端则直接接地以使其为低电平，因而可通过数据锁存器中的数据状态控制MIC5841的OUT1-OUT8这8个输出端口，达到控制8个发光灯的目的。

4.2 二极管驱动器收发开关电路

用MIC5842构成的正负电源供电的二极管驱动器收发开关电路如图5所示。该电路实际上是通过三个输出端口控制3个二极管，进而控制整个电路，以进行接收和发射的开关控制的。当电路为接收状态时，二极管D1和D3不导通，二极管D2激活以使得电路完成接收任务；而当电路为发射状态时，二极管D1和D3激活，D2关断，从而使电路处于发射状态。另外，该电路在设计时还在+5V电源上连接了一个0.01uF的滤波电容，同时在-5V电源上也连接了一个100uF和一个0.01uF的电容器。通过这些电容可以更好地滤除电源纹波，提高电路的可靠性。