В чем разница между семействами чипов
Я пытался следовать за 8-битным компьютерным дизайном Бена Етера (https://eater.net/8bit), и мне удалось создать что-то, что в целом работает, но не очень надежно. Иногда модули не работают, если я перезагружу систему и попробую снова, они могут работать. Все это очень расстраивает.
Главное, в чем я отклонился от оригинального дизайна, - это выбор микросхем. В первоначальном дизайне Бен использовал микросхемы 74LS___, но у меня возникли проблемы с ними, поэтому вместо этого я использовал несколько микросхем 74HC___.
Я использую смесь LS, HC и HTC.
Может кто-нибудь сказать мне, в чем разница между
- 74лс___
- 74hc___
- 74чт ___
Я использую настольный блок питания на 5 В и множество разделительных конденсаторов. Я вижу, что все чипы получают около 5 вольт. Часы работают от долей герц до десятков герц, так что скорость не должна быть проблемой.
Ответы
74LS - это маломощный Шоттки - выходной высокий уровень может составлять всего 2,4 вольта, а Vcc - 5 вольт.
74HC - высокоскоростной CMOS - его входы ожидают, что высокий уровень будет выше 2,5 вольт, когда Vcc составляет 5 вольт
74HCT является TTL = совместимым высокоскоростным CMOS. Его входы имеют более низкий порог для высокого уровня, чтобы быть совместимыми с выходами 74LS.
Эту информацию можно найти в таблицах данных для различных семейств.
Есть ряд важных отличий. Одним из ключевых моментов является то, что устройства CMOS (74HC и 74HCT, которые являются высокоскоростными CMOS и высокоскоростными CMOS с уровнями, совместимыми с TTL) не любят медленного нарастания и спада.
Вот фрагмент триггера 74HC (T) 173 quad D типа:
Вы заметите, что существует максимальная скорость перехода.
Вы можете прочитать больше об этом в этой заметке по применению TI . Здесь важна не тактовая частота, а скорость нарастания / спада на входе.
При медленном повышении или понижении входного сигнала внутренняя структура CMOS находится в активной области в течение длительного времени и потребляет значительный (для CMOS) ток класса A.
Фундаментальная внутренняя архитектура также сильно различается, поэтому, хотя функционально 74HC74 и 74LS74 одинаковы (но со значительной разницей во времени), внутренне они действительно очень разные.
Другая проблема, с которой вы можете столкнуться, заключается в том, что из-за различных задержек распространения через шлюзы вы можете столкнуться с условиями логической гонки, которые не существуют при использовании частей 74LS.
Для иллюстрации, вот задержка распространения для 74HC173 (обратите внимание, что тактовая частота для вывода высокого уровня и тактовая частота для вывода низкого уровня симметричны):
Вот такая же спецификация для 74LS173 :
Вы можете видеть, что не только задержки распространения различаются между двумя частями, для устройства LS задержка различается от высокого к низкому и от низкого к высокому.
Любое из этих отличий может легко вызвать проблемы.
В комментариях вы сказали:
Я использую смесь LS, HC и HTC.
Как указывали другие ответы, основное различие заключается в том, что LS - это семейство TTL, а HC - это семейство CMOS. TTL и CMOS имеют разные диапазоны напряжений, которые считаются допустимыми логическими единицами или нулями. Так что будьте осторожны, смешивая их в дизайне.
Главное, на что нужно обратить внимание, это не подключать выходы LS к входам HC. Это связано с тем, что TTL довольно слабый при движении «1», в то время как CMOS требует довольно сильной «1» для надежной работы.
Именно из-за этой проблемы существуют компоненты HCT - это КМОП-микросхемы с TTL-совместимыми входами, поэтому наличие выходного привода LS и входа HCT совершенно нормально.
Наличие выходного привода HC или HCT, вход LS также не идеален, но обычно работает приемлемо. Если у вас очень большие разветвления (один выход управляет более чем 4 или 5 входными контактами), вам следует более внимательно посмотреть, может ли этот выход обеспечить достаточный ток для управления всеми входами, которые вы подключили.
Если вы видите ненадежную работу, скорее всего, у вас есть выход TTL, управляющий где-то входом CMOS.
Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание:
Разрешение входа TTL в плавающее положение обычно нормально (это будет эквивалентно входу с высоким уровнем), но вы никогда не должны оставлять вход CMOS плавающим, даже если вы не используете выход элемента, связанного с этим входом.
Добро пожаловать, разница между названиями этих компонентов
- 74ls = маломощный Шоттки
- 74hc = высокоскоростной CMOS
- 74hct = Лучшее * из обоих миров (* вроде), эта деталь представляет собой комбинацию характеристик версий LS и HC.
Я нашел это здесь, в клубе электроники, и стоит прочитать это.
Вы ожидаете увидеть очень похожую производительность всех вариантов во время общего использования. Вы должны заметить разницу только при сравнении энергопотребления или быстродействия.