Qual è la differenza tra le famiglie di chip
Ho cercato di seguire il design del computer a 8 bit di Ben Eater (https://eater.net/8bit) e sono riuscito a costruire qualcosa che funziona a grandi linee ma non è molto affidabile. A volte i moduli non funzionano, se resetto il sistema e riprovo potrebbero funzionare. È tutto molto frustrante.
Il punto principale in cui ho deviato dal progetto originale è la scelta dei chip. Nel progetto originale, Ben usava i chip 74LS___, ma ho avuto problemi a procurarmeli, quindi ho usato dei chip 74HC___.
Sto usando una miscela di LS, HC e HTC.
Qualcuno può dirmi qual è la differenza tra
- 74 l___
- 74hc___
- 74ore___
Sto usando un alimentatore da banco da 5 volt e molti condensatori di disaccoppiamento. Vedo che tutti i chip ricevono circa 5 volt. L'orologio funziona da frazioni di hertz fino a decine di hertz, quindi la velocità non dovrebbe essere un problema.
Risposte
74LS è Schottky a bassa potenza - il livello alto di uscita può essere di soli 2,4 volt quando Vcc è di 5 volt
74HC è CMOS ad alta velocità: i suoi ingressi si aspettano che un livello alto sia superiore a 2,5 volt quando Vcc è 5 volt
74HCT è TTL=compatibile CMOS ad alta velocità. I suoi ingressi hanno una soglia più bassa per un Alto, per essere compatibili con le uscite 74LS.
Queste informazioni si trovano nelle schede tecniche delle varie famiglie.
Ci sono una serie di differenze importanti. Un elemento chiave è che i dispositivi CMOS (74HC e 74HCT che sono CMOS ad alta velocità e CMOS ad alta velocità con livelli compatibili con TTL) non amano i tempi di salita e discesa lenti.
Ecco uno snippet del flip flop tipo 74HC(T)173 quad D:
Noterai che esiste un tasso di transizione massimo .
Puoi leggere di più su questo argomento in questa nota applicativa TI . Qui non è la frequenza di clock, ma la velocità di salita/discesa in ingresso che conta.
Con un input lento in aumento o in diminuzione, la struttura CMOS interna è nella regione attiva per un po' di tempo e consumerà corrente di classe A significativa (per CMOS).
Anche l'architettura interna fondamentale è molto diversa, quindi anche se funzionalmente un 74HC74 e un 74LS74 sono gli stessi (ma con significative differenze di temporizzazione), internamente sono davvero molto diversi.
Un altro problema che potresti riscontrare è che, a causa dei diversi ritardi di propagazione attraverso i gate, potresti riscontrare race condition logiche che non esistono quando si utilizzano parti 74LS.
A scopo illustrativo, ecco il ritardo di propagazione per il 74HC173 (si noti che il clock per l'uscita alto e il clock per l'uscita basso è simmetrico):
Ora ecco le stesse specifiche per il 74LS173 :
Puoi vedere che non solo i ritardi di propagazione sono diversi tra le due parti, per il dispositivo LS, il ritardo è diverso da alto a basso e da basso ad alto.
Ognuna di queste differenze potrebbe facilmente causare problemi.
Nei commenti hai detto
Sto usando una miscela di LS, HC e HTC.
Come hanno sottolineato altre risposte, la differenza principale è che LS è una famiglia TTL e HC è una famiglia CMOS. TTL e CMOS hanno diversi intervalli di tensioni che sono considerati 1 o 0 logici validi. Quindi devi stare attento quando li mescoli in un disegno.
La cosa principale a cui fare attenzione è non collegare le uscite LS agli ingressi HC. Questo perché TTL è piuttosto debole quando guida un "1", mentre CMOS richiede un "1" abbastanza forte per funzionare in modo affidabile.
Questo problema è esattamente il motivo per cui esistono parti HCT: sono chip CMOS con ingressi compatibili con TTL, quindi avere un'uscita LS che guida un ingresso HCT va perfettamente bene.
Anche avere un'uscita HC o HCT che guida un ingresso LS non è l'ideale, ma di solito funzionerà in modo accettabile. Se hai fan-out molto grandi (un'uscita che guida più di 4 o 5 pin di ingresso) dovresti guardare più attentamente se quell'uscita può fornire abbastanza corrente per pilotare tutti gli ingressi che hai collegato.
Se vedi un funzionamento inaffidabile, molto probabilmente hai un output TTL che guida un input CMOS da qualche parte.
Un'altra cosa a cui prestare attenzione:
Consentire a un input TTL di fluttuare di solito va bene (sarà equivalente a un input alto), ma non dovresti mai lasciare fluttuante un input CMOS, anche se non stai usando l'output del gate associato a quell'input.
Benvenuto, la differenza tra questi nomi di componenti è
- 74ls = Schottky a bassa potenza
- 74hc = CMOS ad alta velocità
- 74hct = Il migliore* di entrambi i mondi (*più o meno), questa parte è una combinazione delle caratteristiche delle versioni LS e HC.
L'ho scoperto qui al club di elettronica, vale la pena leggerlo.
Ci si aspetterebbe di vedere prestazioni molto simili tra tutte le varianti durante l'uso generale. Dovreste notare una differenza solo confrontando il consumo energetico o le prestazioni ad alta velocità.