74 серия интегрированных цепей (ICS)На протяжении десятилетий был основой цифровой электроники, позволяя проектировать логические ворота, шлепанцы, счетчики и другие важные цифровые строительные блоки. Среди самых популярных вариантов74HCи74LS Seriesкаждый оптимизирован для конкретных применений на основе их базовых технологий и характеристик производительности. В этой статье рассматриваются их различия в строительстве, электрических параметрах и практических вариантах использования, помогая инженерам выбрать правильную серию для своих проектов.
Основная технология: что их отличает?
Основное различие между 74HC и 74LS серии заключается в ихПолупроводниковая технология, который диктует их электрическое поведение и пригодность для различных сред:
74LS Series: Коротко для "Schottky TTL с низкой мощью", эти IC основаны наТранзисторная логика (TTL)Полем Они используют биполярные переходные транзисторы (BJT) с диодами Шоттки, чтобы сократить время переключения и энергопотребление по сравнению с более ранними вариантами TTL (например, 7400). Диоды Шоттки предотвращают насыщение транзистора, что обеспечивает более быстрые скорости переключения.
74HC Series: Коротко для «высокоскоростных CMO», эти ICS построены наКомплементарный металл-оксид-полупроводник (CMOS)технология. Они используют как P-канальный, так и N-канальный металлический оксид-полупроводник полевых транзисторов (MOSFET) для достижения высокой скорости с минимальным энергопотреблением. Технология CMOS известна своим высоким входным импедансом и низким рассеянием статической мощности.
Сравнение ключевых электрических параметров
Технологические различия между 74HC и 74LS приводят к различным электрическим характеристикам, обобщенные в таблице ниже:
| Особенность | 74LS | 74HC |
| Конфигурация | Низко-мощный Шоткий | Высокоскоростные CMOS |
| Скорость | Быстрее, чем HC | Медленнее по сравнению с LS |
| Совместимость | - | Совместим с входами/выходов LS (вариант HCT) |
| Энергопотребление | - | Нижний (вариант HCT) |
| Логический тип | TTL (логика транзистора-транзистора) | CMOS (комплементарный металл-оксид-полупроводник) |
| Обработка ввода | Позволяет открывать входные данные высокого уровня | Требуется подтягивание/упущенные резисторы для открытых входов |
| Подтягивание/выпадение | Сильный выпадающий, более слабый подтягивание | Сбалансированный подтягивание и прочность на расстоянии |
| Рабочее напряжение | Только 5 В. | Диапазоны от 2 В до 6 В |
| Уровни сигнала | Уровни TTL (0,8 В, минимум, 2,4 В) высотой) | Уровни CMOS (низкий уровень 0,3 В, 3,6 В при работе 5 В) |
| Возможность вождения | 5 мА высокого уровня, 20 мА низкого уровня | 5 мА для высокого и низкого уровня |
| Чувствительность к статике | Менее чувствителен | Более чувствительный, склонный к статическому разряду и фиксации |
74LS: Строго зависит от источника питания 5 В (допуск: ± 5%). Отклонения вне этого диапазона могут привести к неисправности или повреждениям, ограничивая их использование в устройствах с батареими с переменными напряжениями.
74HC: Работает в широком диапазоне (2 В-6 В), что делает их адаптируемыми к низковольтным конструкциям (3,3 В) и Legacy 5V систем. Эта гибкость имеет решающее значение для современной электроники, где эффективность электроэнергии и разнообразие напряжения являются приоритетами.
2Энергопотребление
74LS: Потребляет значительную статическую мощность (даже при простоя) из -за непрерывного потока тока в BJT. Динамическая мощность (во время переключения) добавляет к этому, что делает их непригодными для устройств с батарейным питанием.
74HC: Имеет почти нулевое статическое энергопотребление (MOSFETS рисует ток только во время переключения). Динамическая мощность масштабирует с частотой, но остается намного ниже 74 л на типичных рабочих скоростях. Это делает 74HC идеальным для портативной электроники.
3Скорость и задержка распространения
74LS: Предлагает задержку распространения ~ 9N при 5 В, подходит для применений с умеренной скоростью (до ~ 50 МГц).
74HC: Достигает ~ 7NS задержки при 5 В, с более быстрым переключением при более высоких напряжениях (например, 6V). Хотя 74HC не так быстро, как высокоскоростные варианты TTL (например, 74F), отвечает потребностям большинства цифровых цепей общего назначения (до ~ 100 МГц).
4Характеристики ввода/вывода
Входной импеданс: 74LS имеет низкий входной импеданс (~ 10 кОм), который может загружать источники сигналов (например, датчики, микроконтроллеры). 74HC, с его входным импедансом ~ 10 <SUP> 12 </sup> ω, привлекает незначительный ток, что делает его подходящим для взаимодействия с источниками с высоким импедансом.
Выходной привод: 74LS может погрузить больше тока (8 мА), чем 74HC (4MA), что делает его лучше при управлении тяжелыми нагрузками, такими как светодиоды или реле без внешних буферов. Тем не менее, выходной сигнал 74HC достаточен для большинства интерфейсов на уровне логики.
Шумовой иммунитет: 74HC с более высокой оценкой шума (из -за логики CMOS) делают его более устойчивым к электрическому шуму - критические в промышленных средах или переполненных ПХБ с высокими электромагнитными помехами (EMI).
5Совместимость
74LS: TTL-совместимо, что означает, что он беспрепятственно работает с другими устройствами TTL, но требует переключений уровня для взаимодействия с CMOS-цепями.
74HC: Совместим с TTL- и CMOS при 5V, упрощает смешанные технологические дизайны. При более низких напряжениях (3,3 В) он напрямую взаимодействует с современными микроконтроллерами CMOS.
Схема 74LS74
На рисунке ниже показана внутренняя логическая диаграмма 74LS74 двойного D-типа с положительным краем с положительным преимуществом, подчеркивая соединения и функции часов, предустановленные и чистые входы по его контактам.
Другие серии 74LS ICS
Счетчики
74LS90: Асинхронный десятичный счетчик, настраиваемый для двоичных/десятичных режимов, с функциями сброса и установки. Используется в часах и подсчете импульса.
74LS161: Синхронный 4-битный двоичный счетчик с синхронным сбросом и предустановленным, высокочастотным (~ 30 МГц), подходит для цифровых частот.
74LS163: Аналогично 74LS161, но с синхронным сбросом, уменьшение глюков.
74LS192: Синхронный десятичный счетчик вверх/вниз, с асинхронным сбросом и предустановкой. Используется в двунаправленном подсчете (например, подсчет сборочной линии).
Регистры
74LS174: 6-битный регистр Flip-Flop с параллельным входом/выводом и сбросом. Используется для временного хранилища данных.
74LS194: 4-битная двунаправленная регистр сдвига, поддерживающая левую/правую смену и последовательное преобразование (например, коммуникация UART).
74LS374: 8-битный D Flip-Flop Register с выходом из трех состояний, подходящий для изоляции данных шины (например, процессора-периферическое взаимодействие).
Энкодеры и декодеры
74LS148: 8-3 приоритетный кодер с приоритетом с более высоким приоритетом. Используется при сканировании клавиатуры.
74LS47: Decoder BCD-Seven-сегмент, управляющий ниги, с функцией выпадения (например, мультиметровые дисплеи).
74LS138: 3-8 линейный декодер. Используется для декодирования адреса (например, адресация памяти).
Мультиплекторы и селекторы данных
74LS151: 8-1-то селектор данных, входы стробирования через адресные линии. Используется для многопрофильного переключения (например, получение датчика).
74LS153: Двойные селекторы 4-1 селекторы, обменивающиеся адресными линиями, подходящими для параллельного выбора данных.
Шлепанцы и защелки
74LS74: Двойные шлепанцы с запусками и асинхронным набором/сбросом. Используется в последовательных цепях.
74LS75: 4-битная защелка с защелкой высокого уровня. Используется для буферизации вывода A/D.
74LS112: Двойные шлепанцы JK с запуску падающим, способным подсчитать и частотное деление.
Арифметические логические единицы и компараторы
74LS181: 4-битный ALU, поддерживающий 16 арифметических/логических операций, ядро ранних микропроцессоров.
74LS85: 4-битная величина компаратор, вывод, вывод "больше/меньше/равен». Используется в сортировке данных.
Специальные функциональные фишки
74LS245: 8-разрядная двухнамеренная автобусная приемопередата с управлением направлением. Используется для двунаправленной передачи шины (например, интерфейс процессора-памяти).
74LS259: 8-битная адресуемая защелка, стробирование хранилища через адресные линии. Используется для вождения светодиодной матрицы.
Схема 74HC00
А74HC00является 14-контактным интегрированным корпусом с целым и воротами NAND, используя передовую технологию CMOS. Эта конфигурация обеспечивает скорость, похожую на ICS LS-TTL, одновременно требуя более низкого энергопотребления. На рисунке ниже показана схематическая схема схемы шлепанца SR с использованием IC 74HC00 NAND GATE, в комплекте со значениями компонентов и подключениями для реализации функций SET и RESET.
Практические приложения: выбор правильной серии
Выбирать74LSКогда:
Вождение тяжелых грузов: Приложения, требующие высокого выходного тока (например, светодиодные массивы, небольшие реле), выигрывают от более сильной тонущей способности 74LS.
Legacy TTL Systems: Модернизация или ремонт более старого оборудования (например, винтажные компьютеры, промышленные контроллеры), в котором используется логика TTL 5 В.
Умеренная скорость, только 5 В.: Простые схемы, такие как логические ворота, счетчики или мультиплексоры, работающие при 5 В, без необходимости работы с низкой мощностью.
Выбирать74HCКогда:
Устройства с батарейным питанием: Низкое статическое энергопотребление делает 74HC идеальным для портативной электроники (например, пульт дистанционного управления, фитнес -трекеры).
Системы низкого напряжения: Конструкции с использованием поставок 3,3 В или 2,5 В (например, датчики IoT, встроенные системы с микроконтроллерами ARM).
Среда с высоким шумным: Промышленные элементы управления, автомобильная электроника или энергосистема, где шумный иммунитет к шуму имеет решающее значение.
Смешанные сигналы: Взаимодействие с компонентами TTL и CMOS без переключателей уровня (при 5 В).
Общие заблуждения
Миф: «74HC всегда лучше, чем 74 л».
Факт: 74LS превосходит в приложениях с высоким содержанием 5 В. 74HC превосходит в сценариях с гибким напряжением с низким энергопотреблением.
Миф: «74LS устарел».
Факт: в то время как 74HC более популярен в новых проектах, 74LS остается в производстве для устаревших систем и конкретных вариантов использования с высоким уровнем тока.
Миф: «74HC может заменить 74LS во всех целях».
Факт: 74HC может потребовать от внешних буферов для привлечения тяжелых нагрузок, которые 74LS обрабатывает напрямую.
Заключение
Серия интегрированных цепей 74LS с их зрелой технологией TTL и стабильной производительностью занимает важную позицию в проектировании цифровых цепей. ХотяСерия 74HC на основе CMOSпостепенно стал мейнстримом,Серия 74LSОстается незаменимым в сценариях, требующих высокого выходного тока (например, вождения тяжелых нагрузок) или совместимости с устаревшими системами.
Если вы ищете фишки из этой серии для вашего нового проекта, свяжитесь с нами, чтобы получить последние цитаты!
Список желаний (0 пунктов)