Quelle est la différence entre les familles de puces
J'ai essayé de suivre la conception de l'ordinateur 8 bits de Ben Eater (https://eater.net/8bit) et j'ai réussi à construire quelque chose qui fonctionne globalement mais qui n'est pas très fiable. Parfois, les modules ne fonctionnent pas, si je réinitialise le système et réessaye, ils pourraient fonctionner. C'est très frustrant.
Le principal point sur lequel j'ai dévié de la conception originale est le choix des puces. Dans la conception originale, Ben utilisait des puces 74LS___, mais j'avais du mal à m'en procurer, alors j'ai utilisé à la place des puces 74HC___.
J'utilise un mélange de LS, HC et HTC.
Quelqu'un peut-il me dire quelle est la différence entre
- 74ls___
- 74hc___
- 74hct___
J'utilise une alimentation de banc de 5 volts et de nombreux condensateurs de découplage. Je peux voir que toutes les puces reçoivent toutes environ 5 volts. L'horloge fonctionne à des fractions de hertz jusqu'à des dizaines de hertz, donc la vitesse ne devrait pas être un problème.
Réponses
74LS est Schottky à faible puissance - le niveau haut de sortie peut être aussi bas que 2,4 volts lorsque Vcc est de 5 volts
74HC est un CMOS haute vitesse - ses entrées s'attendent à ce qu'un niveau élevé soit supérieur à 2,5 volts lorsque Vcc est de 5 volts
74HCT est TTL = CMOS haute vitesse compatible. Ses entrées ont un seuil bas pour un High, pour être compatible avec les sorties 74LS.
Ces informations se trouvent dans les fiches techniques des différentes familles.
Il existe un certain nombre de différences importantes. Un élément clé est que les dispositifs CMOS (74HC et 74HCT qui sont des CMOS haute vitesse et des CMOS haute vitesse avec des niveaux compatibles TTL) n'aiment pas les temps de montée et de descente lents.
Voici un extrait de la bascule de type quad D 74HC(T)173 :
Vous remarquerez qu'il y a un taux de transition maximum .
Vous pouvez en savoir plus sur ce sujet dans cette note d'application TI . Ici, ce n'est pas la fréquence d'horloge, mais la vitesse de montée/descente de l'entrée qui compte.
Avec une entrée montante ou descendante lente, la structure CMOS interne est dans la région active pendant un certain temps et consommera un courant de classe A significatif (pour CMOS).
L'architecture interne fondamentale est également très différente, donc même si fonctionnellement un 74HC74 et un 74LS74 sont identiques (mais avec des différences de synchronisation importantes), en interne, ils sont en effet très différents.
Un autre problème que vous pouvez rencontrer est qu'en raison des différents délais de propagation à travers les portes, vous pouvez rencontrer des conditions de concurrence logique qui n'existent pas lors de l'utilisation de pièces 74LS.
A titre d'illustration, voici le délai de propagation pour le 74HC173 (notez que l'horloge à la sortie haute et l'horloge à la sortie basse sont symétriques) :
Voici maintenant la même spécification pour le 74LS173 :
Vous pouvez voir que non seulement les délais de propagation sont différents entre les deux parties, mais pour l'appareil LS, le délai est différent pour le haut vers le bas et le bas vers le haut.
Chacune de ces différences pourrait facilement causer des problèmes.
Dans les commentaires, vous avez dit,
J'utilise un mélange de LS, HC et HTC.
Comme d'autres réponses l'ont souligné, la principale différence est que LS est une famille TTL et HC est une famille CMOS. TTL et CMOS ont différentes plages de tensions qui sont considérées comme des 1 ou des 0 logiques valides. Vous devez donc être prudent lorsque vous les mélangez dans un design.
La principale chose à laquelle vous devez faire attention est que vous ne devez pas connecter les sorties LS aux entrées HC. En effet, le TTL est assez faible lors de la conduite d'un "1", tandis que le CMOS nécessite un "1" assez fort pour fonctionner de manière fiable.
Ce problème est exactement la raison pour laquelle les pièces HCT existent --- ce sont des puces CMOS avec des entrées compatibles TTL, donc avoir une sortie LS pilote une entrée HCT est parfaitement acceptable.
Avoir une sortie HC ou HCT pilotant une entrée LS n'est pas non plus idéal, mais fonctionnera généralement de manière acceptable. Si vous avez de très grandes distributions (une sortie pilotant plus de 4 ou 5 broches d'entrée), vous devriez regarder plus attentivement si cette sortie peut fournir suffisamment de courant pour piloter toutes les entrées que vous avez connectées.
Si vous constatez un fonctionnement peu fiable, vous avez très probablement une sortie TTL pilotant une entrée CMOS quelque part.
Une autre chose à surveiller :
Permettre à une entrée TTL de flotter est généralement acceptable (cela équivaudra à une entrée haute), mais vous ne devez jamais laisser une entrée CMOS flottante, même si vous n'utilisez pas la sortie de la porte associée à cette entrée.
Bienvenue, la différence entre ces noms de composants est
- 74ls = Schottky basse consommation
- 74hc = CMOS haute vitesse
- 74hct = Best* of both worlds (*sort of), cette partie est une combinaison des caractéristiques des versions LS & HC.
J'ai découvert cela ici au club d'électronique qui vaut la peine d'être lu.
Vous vous attendez à voir des performances très similaires sur toutes les variantes lors d'une utilisation générale. Vous ne devriez remarquer une différence que lorsque vous comparez la consommation d'énergie ou les performances à haute vitesse.