74系列芯片功能区分.docx

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1、74系列芯片功能区分 74HC/LS/HCT/F系列芯片的区分LS是低功耗肖特基，HC是高速COMSo LS的速度比HC略快。 HCT输入输出与LS兼容，但是功耗低；F是高速肖特基电路；1、 LS是TTL电平，HC是COMS电平。2、 LS输入开路为高电平，HC输入不允许开路，he 一般都要求有 上下拉电阻来确定输入端无效时的电平。LS却没有这个要求LS输出下拉强上拉弱，HC上拉下拉一样。5、工作电压不同，LS只能用5V,而HC 一般为2V到6V；6、电平不同。LS是TTL电平，其低电平和高电平分别为0.8和V2.4,而CMOS在工作电压为5V时分别为0.3V和3.6V,所以CMOS可以驱动T

2、TL,但反过来是不行的7、驱动力量不同，LS一般高电平的驱动力量为5mA,低电平为20mA；而CMOS的凹凸电平均为5mA；8、 CMOS器件抗静电力量差，易发生栓锁问题，所以CMOS的输入 脚不能直接接电源。74系列集成电路大致可分为6大类：.74xx （标准型）；.74LSXX （低功耗肖特基）；.74Sxx （肖特基；.74ALSXX （先进低功耗肖特基）；.74ASxx （先进肖特基）；会烧毁芯片。2：驱动力量，必需依据器件的特性参数认真考虑，计算和试验，否则很可能造成隐患，在电源波动，受到干扰时系统就会崩溃。3：时延特性，在高速信号进展规律电平转换时，会带来较大的延时，设计时肯定要充

3、分考虑其容限。4：选用电平转换规律芯片时应慎重考虑，反复比照。通常规律电平转换芯片为通用转换芯片，牢靠性高，设计便利，简化了电路，但对于具体的设计电路肯定要考虑以上三种状况，合理选用。对于数字电路来说，各种器件所需的输入电流、输出驱动电流不同，为了驱动大电流器件、远距离传输、同时驱动多个器件，都需要审查电流驱动力量：输出电流应大于负载所需输入电流；另一方面，TTL、CMOS、ECL等输入、输出电平标准不全都，同时承受上述多种器件时应考虑电平之间的转换问题.我们在Ill路设让中常常遇到不同的规律电平之间的互连，不同的互连方法对电路造成以下影响:对规律电平的影响。应保证合格的噪声容限（Vohmin

4、-Vihmin20.4V, Vilmax-Vohnax0.4V）,并且输出电压不超过输入电压允许范围。对上升/下降时间的影响。应保证Tplh和Tphl满足电路时序关系的要求和EMC的要求。对电压过冲的影响。过冲不应超出器件允许电压确定最大值，否则有可能导致器件损坏。TTL和CMOS的规律电平关系如以下图所示：图4- 1 ： TTL和CMOS的规律电平关系图图42：低电压规律电平标准3.3V的规律电平标准如前面所述有三种，实际的3.3V TTL/CMOS规律器件的输入电平参数一般都使用LVTTL或3.3V规律电平标准（一般很少使用LVCMOS输入电平），输出电平参数在小电流负载时凹凸电平可分别接

5、近电源电压和地电平类似LVCMOS输出电平），在大电流负载时输出电平参数则接近LVTTL电平参数，所以输出电平参数也可归入3.3V规律电平，另外，一些公司的手册中将其归纳如LVTTL的输出规律电平，也可以。在下面争论规律电平的互连时，对3.3V TTL/CMOS的规律电平，我们就指的是3.3V规律 电平或LVTTL规律电平。常用的TTL 和 CMOS 规律电平分类有：5V TTL、5V CMOS、3.3V TTL/CMOS、3.3V/5V ToL 和OC/OD门。其中：3.3V/5V Tol.是指输入是3.3V规律电平，但可以忍受5V电压的信号输入。3.3V TTL/CMQS规律电平表示不能输

6、入5v信号的规律电平，否则会出问题。留意某些5V的CMOS规律器件，它也可以工作于3.3V的电压，但它与真正的3.3V器件（是LVTFL规律电平）不同，比方其VIH是2.31 V （=0.7x3.3V,工作于3.3V）（其实是LVCMOS规律输入电平），而不是2.0V,因而与真正的3.3V器件互连时工作不太牢靠，使用时要特别留意，在设计时最好不要承受这类工作方式。值得留意的是有些器件有单独的输入或输出电压管脚，此管脚接3.3V的电压时，器件的输入或输出规律电平为3.3V的规律电平信号，而当它接5V电压时，输入或输出的规律电平为5v的规律电平信号，此时应当按该管脚上接 的电压的值来确定输入和输出

7、的规律电平属于哪种分类。对于可编程器件（EPLD和FPGA ）的互连也要依据器件本身的特点并参考本章节的内容进 展处理。以上5种规律电平类型之间的驱动关系如下表：输入5V TTL 3.3V /5VTol. 3.3V TTL/CMOS 5V CMOS输出 5V TTL 1 ?/FONT ?/FONT3.3V TTL/CMOS 7 yH ?/FONT5V CMOS 4 Y ?/FONT YOC/OD上拉上拉上拉上拉上表中打钩川）的表示规律电平直接互连没有问题，打星号（?/FONT）的表示要做特别 处理。对于打星号（?/FONT）的规律电平的互连状况，具体见后面说明。一般对于高规律电平驱动低规律电平

8、的状况如简洁处理估量可以通过串接101K欧的电阻 来实现，具体阻值可以通过试验确定，如为牢靠起见，可参考后面推举的接法。从上表可看出OC/OD输出加上拉电阻可以驱动全部规律电平,5VTTL和3.3V/5V Tol.可以被全部规律电平驱动。所以假设您的可编程规律器件有富有的管脚，优先使用其OC/OD输出加上拉电阻实现规律电平转换；其次才用 以下特地的规律器件转换。对于其他的不能直接互连的规律电平，可用以下规律器件进展处理，具体见后面5.2到5.5 节。TI的AHCT系列器件为5VTTL输入、5V CMOS输出。TI的LVC/LVT系歹U器件为TTL/CMOS规律电平输入、3.3V TTL（LVT

9、TL）输出，也可以 用双轨器件替代。留意：不是全部的LVC/LVT系列器件都能够运行5V rrL/CMOS输入，一般只有带后缀A 的和LVCH/LVTH系列的可以，具体可以参考其器件手册。：5VTTL门作驱动源驱动 3.3V TTL/CMOS通过LVC/LVT系列器件为TTL/CMOS规律电平输入，LVTTL规律电平输出进展转换。,卵动 5V CMOS可以使用上拉5V电阻的方式解决，或者使用AHCT系列器件（为5V TTL输入、5V CMOS 输出）进展转换。：3.3VTTL/CMOS门作驱动源驱动 5V CMOS使用AHCT系列器件（为5V TTL输入、5V CMOS输出）进展转换（3.3V

10、 TTL电平LVTTL） 与5VTTL电平可以互连）。：5V CMOS门作驱动源驱动 3.3V TTL/CMOS通过LVC/LVT器件（输入是TTL/CMOS规律电平，输出是LVTTL规律电平）进展转换。：2.5VCMOS规律电平的互连随着芯片技术的进展，将来使用2.5V电压的芯片和规律器件也会越来越多，这里简洁谈一下2.5V规律电平与其他电平的互连，主要是谈一下2.5V规律电平与3.3V规律电平的互连。（留意：对于某些芯片，由于承受了优化设计，它的2.5V管脚的规律电平可以和3.3V的规律电平互连，此时就不需要再进展规律电平的转换了。）1： 3.3V TTL/CMOS规律电平驱动2.5V C

11、MOS规律电平2.5V的规律器件有LV、LVC、AVC、ALVT、ALVC等系列，其中前面四种系列器件工作在2.5V时可以容忍3.3V的电平信号输入，而ALVC不行，所以可以使用LV、LVC、AVC ALVT系列器件来进展3.3VTTL/CMOS规律电平到2.5VCMOS规律电平的转换。2： 2.5V CMOS规律电平驱动3.3VTTL/CMOS规律电平2.5V CMOS规律电平的VOH为2.0V,而3.3V TTL/CMOS的规律电平的VIH也为2.0V,所以直接互连的话可能会出问题除非3.3V的芯片本身的VIH参数明确降低了）。此时可以使用双轨器件SN74LVCC3245A来进展2.5V规

12、律电平到3.3V规律电平的转换，另外，使用OC/OD们.74Fxx (高速)近年来还消灭了高速CMOS电路的74系列，该系列可分为3大类：.HC为COMS工作电平；.HCT为TTL工作电平，可与74LS系列互换使用；.HCU适用于无缓冲级的CMOS电路。这9种74系列产品，只要后边的标号一样，其规律功能和管脚排列就一样。依据不同的条件和要求可选择不同类型的74系列产品，比方电路的供电电压为3V就应选择74HC系列的产品系列电平典型传输延迟ns最大驱动电流(-Ioh/Lol)mAAHC CMOS 8.5 -8/8AHCT COMS/TTL 8.5 -8/8HC COMS 25 -8/8HCT C

13、OMS/TTL 25 -8/8ACT COMS/TTL 10 -24/24FTTL 6.5 -15/64ALS TTL 10 -15/64LS TTL 18 -15/24LVCACSLC注：同型号的74系列、74HC系列、74LS系列芯片，规律功能上是一样的。74LSXX的使用说明假设找不到的话，可参阅74xx或74HCxx的使用说明。有些资料里包含了几种芯片，如74HC161资料里包含了 74HC160、74HC161.74HC162. 74HC163四种芯片的资料。找不到某种芯片的资料时，可试着查看一下接近型号的芯片资料。TTL器件和CMOS器件的规律电平分类:默认栏目TTL器件和CMOS

14、器件的规律电平规律电平的一些概念要了解规律电平的内容，首先要知道以卜.几个概念的含义：1：输入高电平（Vih）：保证规律门的输入为高电寻常所允许的最小输入高电平，当输入电平高于Vih时，则认为输入电平为高电平。2：输入低电平（Vil）：保证规律门的输入为低电寻常所允许的最大输入低电平，当输入电平低于Vil时，则认为输入电平为低电平。3：输出高电平（Voh）：保证规律门的输出为高电寻常的输出电平的最小值，规律门的输出为高电寻常的电平值都必需大于此Voh。4：输出低电平（Vol）：保证规律门的输出为低电寻常的输出电平的最大值，规律门的输出为低电寻常的电平值都必需小于此Vol。5：阀值电平（Vt）：

15、数字电路芯片都存在一个阈值电平，就是电路刚刚牵强能翻转动作时的电平。它是一个界于Vik Vih之间的电压值，对于CMOS电路的阈值电平，根本上是二分之一的电源电压值，但要保证稳定的输出，则 必需要求输入高电平,Vih,输入低电平对于一般的规律电平，以上参数的关系如下：Voh Vih Vt Vil VoL 6： loh：规律门输出为高电寻常的负载电流（为拉电流）。7： lol：规律门输出为低电寻常的负载电流（为灌电流。8： lih：规律门输入为高电寻常的电流（为灌电流）。9： lil：规律门输入为低电寻常的电流（为拉电流）。门电路输出极在集成单元内不接负载电阻而直接引出作为输出端，这种形式的门称

16、为开路门。开路的TTL、CMOS. ECL门分别称为集电极开路（0C）、漏极开路（0D）、放射极开路（0E）,使用时应审查是否接上拉电阻（0C、0D门）或下拉电阻（0E门），以及电阻阻值是否合适。对于集电极开路（OC） H,其上拉电阻阻值RL应满足下面条件：（1） ： RL (VCC-Vol) / (Iol + m*Iil)其中n：线与的开路门数：m：被驱动的输入端数。：常用的规律电平规律电平：有 TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL； RS232、RS422、LVDS 等。其中TTL和CMOS的规律电平按典型电压可分为四类：5V麴U (5VTTL和5VCMOS)、3.3V系

17、列,2.5V系列和1.8V系列。 5V TTL和5V CMOS规律电平是通用的规律电平。 3.3V及以下的规律电平被称为低电压规律电平，常用的为LVTTL电平。 低电压的规律电平还有2.5V和1.8V两种。 ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。RS-422/485和RS-232是串口的接口标准，RS-422/485是差分输入输出，RS-232 是单端输入输出。5VTTL规律电平和5V CMOS规律电平是很通用的规律电平，留意他们的输入输出电平差异 较大，在互连时要特别留意。另外5V CMOS器件的规律甩平参数与供电电压有肯定关系，一般状况下，VohVcc-0.2V, Vih0.7Vcc；

18、 Vol0.1V, Vil 8-1 选择器 74X157、74X153、74X151 等。3：编/译码器编/译码器主要有2/4、3/8和4/16译码器74X139、74X138、74X154等。4：计数器计数器主要有同步计数器74X161和异步计数器74X393等。5：存放器存放器主要有串-并移位存放器74X164和并-串存放器74X165等。6：触发器触发器主要有J-K触发器、带三态的D触发器74X374、不带三态的D触发器74X74、施密 特触发器等。7：锁存器馈存器主要有D型锁存器74X373、寻址锁存器74X259等。8：缓冲驱动器缓冲驱动器主要有带反向的缓冲驱动器74X240和不带反

19、向的缓冲驱动器74X244等。9：收发器收发器主要有存放器收发器74X543、通用收发器74X245、总线收发器等。10：总线开关总线开关主要包括总线交换和通用总线器件等。II：背板驱动器背板驱动器主要包括TTL或LVTTL电平与GTL/GTL+ (GTLP)或BTL之间的电平转换器 件。：TTL和CMOS规律器件的工艺分类特点按工艺特点进展划分，规律器件可以分为Bipolar、CMOS、BiCMOS等工艺，其中包括器 件系列有：Bipolar (双极)工艺的器件有：TTL、S、LS、AS、F、ALS。CMOS 工艺的器件有： HC、HCT、CD4(X)00、ACL、FCT、LVC、LV、CB

20、T、ALVC、AHC、AHCT、CBTLV、AVC、GTLP。BiCMOS 工艺的器件有：BCT、ABT、LVT、ALVT：TTL和CMOS规律器件的电平分类特点TTL 和 CMOS 的电平主要有以下几种：5VTTL、5VCMOS (Vih0.7*Vcc, Vil3.3V电平、2.5V电公平。5V的规律器件5V 器件包含TTL、S、LS、ALS、AS、HCT、HC、BE 74F、ACT、AC、AHCT、AHC、 ABT等系列器件 3.3V及以下的规律器件 包含LV的和V系列及AHC和AC系歹ij,主要有LV、AHC、AC、ALB、LVC、ALVC、LVT等系列器件。具体状况可以参考以下图：包含

21、特别功能的规律器件A.总线保持功能(Bus hold)由内部反响电路保持输入端最终确实定状态，防止因输入端浮空的不确定而导致器件振荡自激 损坏；输入端无需外接上拉或下拉电阻，节省PCB空间,降低了器件本钱开销和功耗，见图63。ABT、LVT、ALVC、ALVCH.ALVTH、LVC、GTL系列器件有此功能。命名特征为附加了“H”如：74ABTH16244。B.串联阻尼电阻(series damping resistors)输出端参加串联阻尼电阻可以限流，有助于降低信号上冲/下冲噪声，消退线路振铃，改善信号质量。如图64所示。具有此特征的ABT、LVC、LVT、ALVC系列器件在命名中参加了“2

22、”或“R”以示区分，如ABT162245,ALVCHR 162245n对于单向驱动器件，串联电阻加在其输出端，命名如SN74LVC2244；对于双向的收发器件，串联电阻加在两边的输出端，命名如SN74LVCR2245。C.上电/掠电三态(PU3S, Power up/power down 3-state)即热拔插性能。上电/掉电时器件输出端为三态，Vcc阀值为2.1V；应用于热拔插器件/板卡 产品，确保拔插状态时输出数据的完整性。多数ABT、LVC、LVT、LVTH系歹【J器件有此特征。D. ABT 器件(Advanced BiCMOS Technology)结合了CMOS器件(如HC/HCT

23、、LV/LVC ALVC、AHC/AHCT)的高输入阻抗特性和双极件(Bipolar,如TTL、LS、AS、ALS)输出驱动力量强的特点。包括ABT、LVT、ALVT等系列器件，应用于低电压，低静态功耗环境。E. Vcc/GND对称分布16位Widebus器件的重要特征，对称配置引脚，有利于改善噪声性能。AHC/AHCT. AVT、AC/ACT、CBT、LVT、ALVC. LVC、ALB 系歹U 16 位Widebus器件有此特征。F.分别轨器件（Split-rail）即双电源器件，具有两种电源输入引脚VccA和VccB,可分别接5V或3.3V电源电压。如 ALVC164245 LVC4245

24、等，命名特征为附加了“4”。规律器件的使用指南I：多余不用输入管脚的处理在多数状况下，集成电路芯片的管脚不会全部被使用。例如74/XBT16244系列器件最多可以使 用16路I/O管脚，但实际上通常不会全部使用，这样就会存在悬空端子。全部数字规律器件的无用端子必需连接到一个高电平或低电平，以防 止电流漂移（具有总线保持功能的器件无需处理不用输入管脚）。到底上拉还是下拉由实际器件在何种方式下功耗最低确定。244、16244经测试在接高电寻常静态功耗较小，而接地时静态功耗较大，故建议其无用端子处理以通过电阻接电源为好，电阻值推举为110K。2：选择板内驱动器件的驱动力量，速度，不能盲目追求大驱动力

25、量和高速的器件，应中选 择能够满足设计要求，同时有肯定的余量的器件，这样可以削减信号过冲，改善信号质量。并且在设计时必需考虑信号匹配。3：在对驱动力量和速度要求较高的场合，如高速总线型信号线，可使用ABT、LVT系列。板间 接 口选择 ABT 16244/245 或 LVTH16244/245,并在母板两端匹配，在不影响速度的条件下与母板接口尽量串阻，以抑制过冲、保护器件，典 型电阻值为10-200Q左右，另外，也可以使用并接二级管来进展处理，效果也不错，如IN4I48等（抗冲击较好）。4：在总线到达产生传输线效应的长度后，应考虑对传输线进展匹配，般承受的方式有始端匹 配、终端匹配等。始端匹配

26、是在芯片的输出端串接电阻，目的是防止信号畸变和地弹反射，特别当总线要透过接插件时，尤其须做始端匹配。内部带串联阻尼电阻的器件相当于始端匹配，由于其阻值固定，无法依据实际状况进展调整，在多数场合对 于改善信号质量收效不大，故此不建议推举使用。始端匹配推举电阻值为1051 Q,在实际使用中可依据IBIS模型模拟仿真确定其具体值。由于终端匹配网络加重了总线负载，所以不应当由于匹配而使Buffer的实际驱动电流大于驱动器件所能供给的最大Source、Sink电流值。应选择正确的终端匹配网络，使总线即使在没有任何驱动源时，其线电压仍能保持在稳定的高 电平。5：要留意高速驱动器件的电源滤波。如ABT、LV

27、T系列芯片在布线时，建议在芯片的四组电源引脚四周分别接 0.1 M 或 0.01 n 电容。6：可编程器件任何电源引脚、地线引脚均不能悬空；在每个可编程器件的电源和地间要并接O.luF的去耦电容，去耦电容尽量靠近电源引脚，并与地形成尽可能小的环路。7：收发总线需有上拉电阻或上下拉电阻，保证总线浮空时能处于一个有效电平，以减小功耗和 干扰。8： 373/374/273等器件为工作牢靠，锁存时钟输入建议串入10 200欧电阻。9：时钟、9：位等引脚输入往往要求较高电平，必要时可上拉电阻。10：留意不同系列器件是否有带电插拔功能及应用设让中的留意事项，在设计带电插拔电路时请参考公司的单板带电插拔设计

28、标准。11：留意电平接口的兼容性。选用器件时要留意电平信号类型，对于有不同规律电平互连的状况，请遵守本标准的相应的章节的具体要求。12：在器件工作过程中，为保证器件安全运行，器件引脚上的电压及电流应严格掌握在器件手册指定的范围内。规律器件的工作电压不要超出它所允许的范围。13：规律器件的输入信号不要超过它所能允许的电压输入范围，不然可能会导致芯片性能下降甚至损坏规律器件。14：对开关量输入应串电阻，以避开过压损坏。15：对于带有缓冲器的器件不要用于线性电路，如放大器。、TTL、CMOS器件的互连：器件的互连总则在公司产品的某些单板上，有时需要在某些规律电平的器件之间进展互连。在不同规律电平器件之间进展互连时主要考虑以下几点：1：电平关系，必需保证在各自的电平范闱内工作，否则，不能满足正常规律功能，严峻时