High Speed CMOS Logic 8-Bit Serial-In/Parallel-Out Shift Register The CD74HC164M96 is a high-speed CMOS logic 8-bit serial-in/parallel-out shift register manufactured by Texas Instruments (TI).  

**Key Specifications:**  
- **Logic Family:** HC (High-Speed CMOS)  
- **Supply Voltage Range:** 2V to 6V  
- **Operating Temperature Range:** -55°C to 125°C  
- **Number of Bits:** 8  
- **Logic Type:** Serial-In, Parallel-Out  
- **Package Type:** SOIC-14  
- **Propagation Delay:** 13 ns (typical at 5V)  
- **Output Current:** ±5.2 mA  
- **Input Capacitance:** 3.5 pF  
- **Power Dissipation:** 500 mW  

This device is designed for applications requiring serial-to-parallel data conversion.

High Speed CMOS Logic 8-Bit Serial-In/Parallel-Out Shift Register# CD74HC164M96 Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The CD74HC164M96 is an 8-bit serial-in/parallel-out shift register commonly employed in:

 Serial-to-Parallel Data Conversion 
- Converts serial data streams from microcontrollers into parallel output for driving multiple devices
- Ideal for expanding I/O capabilities of microcontrollers with limited GPIO pins
- Typical applications: LED matrix control, 7-segment display drivers, relay banks

 Data Storage and Transfer 
- Temporary storage for serial data before parallel output
- Data buffering in communication interfaces
- Pipeline registers in digital signal processing systems

 Pattern Generation 
- Creates specific bit patterns for testing and control applications
- Waveform generation for digital systems
- Sequence control in industrial automation

### Industry Applications

 Consumer Electronics 
- LED display drivers for appliances and entertainment systems
- Keyboard and input device scanning circuits
- Remote control signal processing

 Industrial Automation 
- PLC output expansion modules
- Sensor data acquisition systems
- Motor control sequencing
- Process control interface circuits

 Automotive Systems 
- Instrument cluster displays
- Body control module interfaces
- Lighting control systems

 Communication Equipment 
- Serial data demultiplexing
- Protocol conversion circuits
- Interface expansion cards

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High-Speed Operation : Typical clock frequencies up to 25 MHz at 4.5V
-  Low Power Consumption : HC technology provides low static power dissipation
-  Wide Operating Voltage : 2V to 6V operation compatible with various logic families
-  Direct Clear Function : Synchronous reset capability for controlled initialization
-  Standard Package : SOIC-14 package for easy PCB assembly and thermal management

 Limitations: 
-  Limited Drive Capability : Outputs sink/source 4mA at 4.5V, requiring buffers for high-current loads
-  No Output Latches : Outputs change immediately with clock pulses
-  Single Serial Input : Requires external logic for complex serial input configurations
-  Propagation Delay : 13ns typical propagation delay may affect timing in critical applications

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Clock Signal Integrity 
-  Pitfall : Clock signal noise causing false triggering
-  Solution : Implement proper clock signal conditioning with Schmitt triggers
-  Implementation : Use series termination resistors and bypass capacitors near clock input

 Power Supply Decoupling 
-  Pitfall : Inadequate decoupling causing voltage spikes and erratic behavior
-  Solution : Place 100nF ceramic capacitor within 10mm of VCC pin
-  Additional : Include 10μF bulk capacitor for systems with multiple ICs

 Output Loading Issues 
-  Pitfall : Excessive output current causing voltage drop and heating
-  Solution : Use buffer ICs (e.g., 74HC245) for driving heavy loads
-  Alternative : Implement transistor arrays for higher current requirements

### Compatibility Issues with Other Components

 Logic Level Compatibility 
-  HC Family : Direct compatibility with other HC/HCT series devices
-  CMOS Interfaces : Compatible with 3.3V and 5V CMOS logic with proper level shifting
-  TTL Interfaces : May require pull-up resistors for proper TTL compatibility

 Mixed Voltage Systems 
-  3.3V to 5V : Can interface with 5V systems when powered at 3.3V (check VIH specifications)
-  5V to 3.3V : Use level shifters when driving 3.3V devices from 5V outputs

 Timing Considerations 
-  Setup/Hold Times : Ensure 5ns setup time and 0ns hold time requirements are met
-  Clock Skew : Minim

High Speed CMOS Logic 8-Bit Serial-In/Parallel-Out Shift Register The CD74HC164M96 is a high-speed CMOS logic 8-bit serial-in/parallel-out shift register manufactured by Texas Instruments. Key specifications include:

- **Logic Type**: 8-Bit Serial-In/Parallel-Out Shift Register  
- **Technology**: High-Speed CMOS (HC)  
- **Supply Voltage Range**: 2V to 6V  
- **Operating Temperature Range**: -55°C to +125°C  
- **Package**: SOIC-14  
- **Output Current**: ±5.2mA at 4.5V supply  
- **Propagation Delay**: 14ns (typical) at 4.5V supply  
- **Input Capacitance**: 3.5pF (typical)  
- **Features**: Asynchronous master reset, buffered inputs/outputs  

This device is designed for applications requiring serial-to-parallel data conversion.

High Speed CMOS Logic 8-Bit Serial-In/Parallel-Out Shift Register# CD74HC164M96 Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The CD74HC164M96 is an 8-bit serial-in/parallel-out shift register that finds extensive application in digital systems requiring serial-to-parallel data conversion:

 Data Serialization/Deserialization 
- Converts serial data streams from microcontrollers or communication interfaces into parallel outputs
- Enables efficient data transfer using minimal I/O pins (typically 3 pins: serial data, clock, and clear)
- Ideal for expanding I/O capabilities of microprocessors with limited pin count

 LED Matrix Control 
- Drives LED displays and matrices by providing parallel outputs to control multiple LEDs
- Cascadable architecture allows driving large display panels (7-segment displays, dot matrix displays)
- Enables multiplexing schemes for controlling multiple digits with reduced wiring complexity

 Digital Signal Processing 
- Implements simple delay lines and digital filters in signal processing applications
- Used in data buffering and temporary storage for synchronization purposes
- Facilitates pattern generation and sequence control in digital circuits

### Industry Applications

 Consumer Electronics 
- Remote control systems for decoding serial infrared signals
- Keyboard and input device scanning circuits
- Display drivers for appliances, calculators, and digital clocks

 Industrial Automation 
- PLC (Programmable Logic Controller) input/output expansion
- Sensor data acquisition and distribution systems
- Control signal distribution in automated machinery

 Automotive Systems 
- Instrument cluster displays and warning light controllers
- Body control modules for lighting control
- Infotainment system interface expansion

 Telecommunications 
- Data format conversion in communication interfaces
- Signal routing and distribution in switching systems
- Protocol conversion circuits

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  Low Power Consumption : HC technology provides CMOS-level power efficiency
-  High Speed Operation : Typical propagation delay of 13ns at VCC = 5V
-  Wide Operating Voltage : 2V to 6V supply range
-  High Noise Immunity : Standard CMOS input characteristics
-  Cascadable Design : Multiple devices can be connected for extended bit length
-  Asynchronous Master Reset : Immediate clearing of all outputs

 Limitations: 
-  Limited Current Sourcing : Maximum output current of 5.2mA may require buffers for high-current loads
-  No Output Latches : Outputs change immediately with clock pulses
-  Limited ESD Protection : Requires external protection in harsh environments
-  Temperature Range : Commercial grade (0°C to +70°C) limits industrial applications

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Clock Signal Integrity 
-  Pitfall : Clock signal ringing or overshoot causing false triggering
-  Solution : Implement proper termination and use series resistors (22-100Ω) near clock inputs
-  Recommendation : Keep clock traces short and avoid parallel routing with output signals

 Power Supply Decoupling 
-  Pitfall : Inadequate decoupling causing erratic operation during output switching
-  Solution : Use 100nF ceramic capacitor placed close to VCC pin (Pin 14)
-  Additional : Include 10μF bulk capacitor for systems with multiple ICs

 Output Loading Considerations 
-  Pitfall : Exceeding maximum output current specifications
-  Solution : Use buffer ICs (e.g., 74HC244) for driving LEDs or relays
-  Calculation : Limit total output current to 70mA per package

### Compatibility Issues with Other Components

 Voltage Level Matching 
-  TTL Compatibility : HC inputs recognize TTL levels but may require pull-up resistors
-  Mixed Voltage Systems : Use level shifters when interfacing with 3.3V devices
-  Input Protection : Series resistors (1kΩ) recommended for inputs connected to external connectors