Что представляет собой микросхема серии 74. Какие разновидности микросхем входят в эту серию. Каковы основные характеристики и области применения микросхем 74 серии. Как используются эти микросхемы в современной электронике.
История создания и развития микросхем серии 74
Микросхемы серии 74 были разработаны компанией Texas Instruments в начале 1960-х годов. Они стали одной из первых коммерчески успешных серий цифровых логических микросхем на биполярных транзисторах.
Первоначально серия 74 была реализована по технологии ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика). В дальнейшем появились усовершенствованные варианты:
- 74L — с пониженным энергопотреблением
- 74H — высокоскоростная версия
- 74S — версия на диодах Шоттки
- 74LS — малопотребляющая версия на диодах Шоттки
- 74ALS — улучшенная малопотребляющая версия
- 74F — быстродействующая версия
Каковы были основные преимущества микросхем серии 74? Они обеспечивали высокую скорость работы, низкое энергопотребление и хорошую помехоустойчивость. Это сделало их очень популярными в вычислительной технике и промышленной электронике.
Основные разновидности микросхем серии 74
Серия 74 включает в себя широкий спектр логических элементов и функциональных узлов. Рассмотрим наиболее распространенные типы:
7400 — четыре двухвходовых элемента И-НЕ
Микросхема 7400 содержит четыре независимых логических элемента И-НЕ с двумя входами каждый. Она применяется для реализации базовых логических функций.
7474 — два D-триггера
В состав 7474 входят два D-триггера с раздельными входами синхронизации, установки и сброса. Эта микросхема используется для построения регистров и счетчиков.
7414 — шесть инверторов с триггером Шмитта
Микросхема 7414 содержит шесть независимых инверторов с триггером Шмитта на входе. Она применяется для формирования импульсов из сигналов с медленными фронтами.
74174 — шестиразрядный регистр-защелка
74174 представляет собой шестиразрядный регистр с общим входом синхронизации и сброса. Используется для временного хранения и передачи данных.Ключевые характеристики микросхем серии 74
При выборе и использовании микросхем серии 74 важно учитывать их основные параметры:
- Быстродействие — определяется временем задержки распространения сигнала
- Потребляемая мощность — зависит от технологии изготовления
- Нагрузочная способность выходов — максимальный выходной ток
- Помехоустойчивость — способность работать при наличии помех
- Диапазон рабочих температур — обычно от -40°C до +85°C
Как выбрать оптимальную микросхему для конкретного применения? Необходимо найти компромисс между быстродействием и энергопотреблением с учетом требований к нагрузочной способности и условиям эксплуатации.
Применение микросхем серии 74 в современной электронике
Несмотря на появление более современных технологий, микросхемы серии 74 по-прежнему широко используются во многих областях:
Вычислительная техника
В компьютерах микросхемы 74 серии применяются для построения:
- Интерфейсных схем
- Дешифраторов адреса
- Формирователей управляющих сигналов
Промышленная автоматика
В системах управления технологическими процессами микросхемы 74 серии используются для:
- Обработки дискретных сигналов
- Формирования временных интервалов
- Построения счетчиков и делителей частоты
Измерительная техника
В измерительных приборах микросхемы серии 74 применяются в качестве:
- Формирователей импульсов
- Схем управления индикацией
- Узлов обработки и передачи данных
Особенности проектирования устройств на микросхемах серии 74
При разработке электронных устройств с использованием микросхем серии 74 следует учитывать ряд важных моментов:
Согласование уровней сигналов
Как обеспечить правильную работу микросхем при подключении к другим устройствам? Необходимо соблюдать требования к уровням логических сигналов:
- Низкий уровень: не более 0.8 В
- Высокий уровень: не менее 2.0 В
Развязка по питанию
Для чего нужна развязка по цепям питания? Она позволяет снизить уровень помех и обеспечить стабильную работу микросхем. Рекомендуется устанавливать керамические конденсаторы емкостью 0.1 мкФ рядом с каждой микросхемой.
Нагрузочная способность
Как определить максимальное количество входов, которое можно подключить к выходу микросхемы? Необходимо учитывать параметр fan-out, который для стандартных ТТЛ микросхем обычно равен 10.
Сравнение микросхем серии 74 с современными аналогами
Как микросхемы серии 74 соотносятся с современными логическими микросхемами? Рассмотрим основные отличия:
| Параметр | Серия 74 | Современные КМОП |
|---|---|---|
| Напряжение питания | 5 В | 1.8 — 3.3 В |
| Энергопотребление | Высокое | Низкое |
| Быстродействие | До 100 МГц | До 1 ГГц и выше |
| Помехоустойчивость | Средняя | Высокая |
Несмотря на преимущества современных микросхем, серия 74 остается востребованной благодаря своей надежности, доступности и совместимости с большим количеством существующего оборудования.
Перспективы развития и использования микросхем серии 74
Каково будущее микросхем серии 74 в современной электронике? Несмотря на появление более совершенных технологий, эти микросхемы продолжают играть важную роль:
- Поддержка существующего оборудования
- Использование в образовательных целях
- Применение в специализированных устройствах
В то же время происходит постепенный переход на современные КМОП-аналоги серии 74, обладающие улучшенными характеристиками при сохранении функциональной совместимости.
Какие тенденции наблюдаются в развитии цифровых логических микросхем? Основные направления включают:
- Снижение энергопотребления
- Повышение степени интеграции
- Увеличение рабочих частот
- Расширение функциональности
Эти тенденции приводят к появлению новых серий микросхем, сочетающих в себе преимущества классических решений и современных технологий.
Светодиоды и микросхемы — светодиодные технологии
Новости
29.11.2019 Смонтирован экран для «ДК «Молодежный» г. Аксай. Подробнее »
01.11.2019 Реализован проект для центра дополнительного образования Академия Калашников, г. Ижевск. Подробнее »
07.10.2019 Произведен монтаж экрана в малом зале Томской филармонии. Подробнее »
04.10.2019 Смонтирован экран для городского ДК в г. Енисейск.Подробнее »
29.08.2019 В рамках подготовки к самитам ШОС и БРИКС произведена установка трех экранов в Челябинске.Подробнее »
22.08.2019 Завершена установка экрана на центральной площади в г. Аша (Челябинская область).Подробнее »
03.06.2019 Произведен монтаж экранов для телевизионного павильона аппаратного-студийного комплекса АСБ-2 филиала ВГТРК ГТРК «Самара».Подробнее »
31.05.2019 В майские праздники произведен монтаж экрана в г. Воронеж для Центра гребли на байдарках и каноэ.Подробнее »
06.05.2019 Смонтирован экран 3х6м с шагом пикселя 3мм в с. Мужи, ЯНАО.Подробнее »
12.04.2019 Смонтирован экран в Свердловской области для Дворца культуры «Ровесник». Подробнее »
Техническая поддержка
ООО НПК «Светодиоды и микросхемы»
в рамках гарантийного срока (один год) осуществляет бесплатный ремонт, приобретенных у нас изделий.
Наш сервисный центр проводит диагностику и ремонт любых светодиодных табло. Для получения услуг ремонта и технической поддержки необходимо связаться с нами по телефону
Специально для наших клиентов мы создали дополнительный сервис «Бессрочная гарантия».
Как уберечься от «подводных камней» бегущей строки демонстрирует инфографика.
Видеопрезентация
sim74.com
Микросхема 7474
7474
Описание
ОписаниеМикросхема 7474 содержит два отдельных D-триггера, которые запускаются положительным фронтом тактового импульса и имеют раздельные входы установки и сброса.
Работа схемы
Оба триггера микросхемы 7474 можно использовать независимо друг от друга.
Информация, поступающая на вход D микросхемы 7474 передается на выход Q (и в инверсном виде на выход Q), когда напряжение на входе тактовых импульсов изменяется с низкого уровня на высокий. Без положительного фронта тактового импульса на синхронизирующем входе невозможен никакой последовательный перенос информации с входа D на выход Q.
Если на вход D микросхемы 7474 подается напряжение высокого уровня, то тактовый импульс устанавливает на выходе Q напряжение высокого, а на выходе Q — низкого уровня.
Когда на вход D микросхемы 7474 подается напряжение низкого уровня, то тактовый импульс устанавливает на выходе Q напряжение низкого, а на выходе Q — высокого уровня.
Поступающие на вход D микросхемы 7474 данные могут меняться в любой момент. Информация считается значимой лишь тогда, когда тактовый импульс переходит с низкого уровня напряжения на высокий. В этот момент она передается на триггер.
В нормальном режиме работы на входы Preset и Reset подается напряжение высокого уровня. Если на вход Reset микросхемы 7474 подается напряжение низкого уровня, то на выходе Q формируется напряжение низкого, а на выходе Q — высокого уровня. Если на вход Preset микросхемы 7474 подается напряжение низкого уровня, то на выходе Q формируется напряжение высокого, а на выходе Q — низкого уровня. Не следует подавать напряжение низкого уровня одновременно на оба эти входа, поскольку в зтом случае выходы будут находиться в неустойчивом состоянии, которое изменится, когда изменится состояние входов Preset или Reset.
Применение
Регистры, счетчики, схемы управления.
Производится следующая номенклатура микросхем: 7474 74ALS74 74AS74 74F74 74H73 74L73 74LS74 74S74.
| Тип микросхемы | 7472 | 74ALS74 | 74AS74 | 74F74 | 74LS74 | 74S74 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Максимальная рабочая частота, МГц | 15 | 34 | 105 | 100 | 25 | 75 |
| Время задержки прохождения сигнала, нс | 17 | 10 | 6 | 4 | 19 | 6 |
| Ток потребления, мА | 17 | 1,2 | 5 | 10 | 4 | 30 |
| Входы | Выход | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Preset | Reset | Clock | D | Q | Q |
| 0 | 1 | X | X | 1 | 0 |
| 1 | 0 | X | X | 0 | 1 |
| 0 | 0 | X | X | 1* | 1* |
| 1 | 1 |  |
1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | |
0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | X | Без изменений | |
| 1 | 1 | 1 | X | Без изменений | |
| 1 | 1 |  |
1 | Без изменений | |
| * — нестабильное состояние | |||||
www.microshemca.ru
Микросхема 7400
7400
Описание
Микросхема 7400 содержит четыре отдельных логических элемента И-НЕ с двумя входами на каждом.
Работа схемы
Все четыре логических элемента микросхемы 7400 И-НЕ можно использовать независимо друг от друга.
При подаче напряжения низкого уровня на один или оба входа каждого элемента на выходе устанавливается напряжение высокого уровня.
Если на оба входа подается напряжение высокого уровня, то на выходе формируется напряжение низкого уровня.
Логическая микросхема 74LS00-S6 по расположению контактов совместима с микросхемой 7400, однако в отличие от неё выдерживает входное напряжение до +15 В.
Применение
Реализация логических функций И, И-НЕ, инвертирование сигналов.
Производится следующая номенклатура микросхем: 7400, 74ALS00, 74AS00, 74F00, 74H00, 74L00, 74LS00, 74S00.
| Тип микросхемы | 7400 | 74ALS00 | 74AS00 | 74F00 | 74LS00 | 74S00 | 74LS00-S6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Время задержки прохождения сигнала, нс | 10 | 6 | 2,6 | 3,4 | 9,5 | 3 | 10 |
| Ток потребления, мА | 8 | 1 | 4 | 4,4 | 2 | 15 | 2 |
| Входы | Выход | |
|---|---|---|
| A | B | Y |
| 0 | X | 1 |
| X | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
www.microshemca.ru
Микросхема 7414
7414
Описание
Микросхема содержит шесть отдельных инвертирующих триггерных схем.
Работа схемы
Все шесть инверторов можно использовать независимо друг от друга.
При подаче на вход триггера напряжения низкого уровня на его выходе устанавливается напряжение высокого уровня, и наоборот.
Эта схема в качестве обычного инвертора, имеющего внутренний гистерезис, идеально подходит для принятия зашумленного входного сигнала или входного сигнала с медленно изменяющимся уровнем напряжения, а также может быть использована для улучшения стыковки узлов (устраняет негативный эффект дребезга контактов) в неустойчивых и моностабильных коммутациях.
Напряжение срабатывания логического элемента составляет 1,7 В, а напряжение отпускания — 0,9 В.
По расположению выводов данная микросхема идентична 7404.
Применение
Инвентирование сигналов,формирователи напряжений и импульсов, системы с зашумлёнными сигналами, моностабильные и нестабильные мультивибраторы.
Производится следующая номенклатура микросхем: 7414, 74ALS14, 74F14, 74LS14.
| Тип микросхемы | 7414 | 74ALS14 | 74F14 | 74LS14 |
|---|---|---|---|---|
| Время задержки прохождения сигнала, нс | 15 | 8 | 5 | 15 |
| Гистерезис, В | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| Ток потребления, мА | 30 | 12 | 18 | 10 |
www.microshemca.ru
Микросхема 74174
74174
Описание
Микросхема 74174 служит для одновременного хранения в памяти шести бит информации.
Работа схемы
В нормальном режиме работы на вывод 1 (Сlеаr) микросхемы 74174 подается напряжение высокого уровня. Необходимая для записи и хранения информация поступает на входы D.
При перепаде напряжения на входе тактовых импульсов Clock микросхемы 74174 с низкого уровня на высокий (положительный фронт тактового импульса) данные сохраняются в памяти и выводятся на соответствующие выходы Q.
Если на вывод 1 (Сlеаr) микросхемы 74174 подается кратковременный импульс напряжения низкого уровня, то на всех выходах устанавливается такое напряжение.
Применение
Буферный регистр.
Производится следующая номенклатура микросхем: 74174, 74ALS174, 74AS174, 74F174, 74LS174, 74S174.
| Тип микросхемы | 74174 | 74ALS174 | 74AS174 | 74F174 | 74LS174 | 74S174 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Максимальная тактовая частота, МГц | 35 | 50 | 100 | 100 | 30 | 75 |
| Время задержки прохождения сигнала, нс | 22 | 10 | 6,5 | 6 | 20 | 10 |
| Ток потребления, мА | 45 | 11 | 30 | 35 | 16 | 90 |
| Входы | Выход | ||
|---|---|---|---|
| Clock | Данные | Clear | Q |
|
0 | 1 | 0 |
|
1 | 1 | 1 |
|
X | 1 | Нет изменений |
| X | X | 0 | 0 |
www.microshemca.ru
Микросхема 7471 (74H71)
7471
Описание
Микросхема 7471 (74H71) содержит синхронизируемый тактовым импульсом JK-триггер с входом установки. К входам J и К триггера подключены логические элементы 3-3И-2ИЛИ.
Работа схемы
Информация подается на входы J и К микросхемы 7471 (74H71) по отрицательному фронту тактового импульса.
При этом протекают следующие процессы: в момент времени 1 подчиненный элемент отсоединен от основного; в момент времени 2 информация с входов логического элемента И-ИЛИ поступает в основной элемент; в момент времени 3 входы логического элемента И-ИЛИ отсоединены и в момент времени 4 информация передается от основного элемента к подчиненному.
На вход J микросхемы 7471 (74H71) поступает напряжение высокого уровня лишь тогда, когда такое напряжение подается на входы J1A и J1B или J2А и J2B; то же относится и к входам К.
Если на вход J микросхемы 7471 (74H71) подается напряжение высокого уровня, а на вход К — низкого, то по фронту тактового импульса на выходе Q устанавливается напряжение высокого, а на выходе Q — низкого уровня.
Когда на вход J микросхемы 7471 (74H71) подается напряжение низкого уровня, а на вход К — высокого, то по фронту тактового импульса на выходе Q устанавливается напряжение низкого, а на выходе Q — высокого уровня.
Если на оба входа J и К подается напряжение низкого уровня, то по фронту тактового импульса состояние выходов Q и Q изменится на противоположное.
Если на вход установки триггера Preset подается напряжение низкого уровня, то на выходе Q устанавливается напряжение высокого уровня, а на выходе Q — низкого независимо от состояния всех остальных входов.
Применение
Регистры, счетчики, схемы управления.
Производится следующая номенклатура микросхем: 74H71. 74L71
| Тип микросхемы | 74H71 | Максимальная рабочая частота, МГц | 25 |
|---|---|
| Время задержки прохождения сигнала, нс | 18 |
| Ток потребления, мА | 16 |
www.microshemca.ru
Микросхема 7419
74LS19 (7419)
Описание
Микросхема 74LS19 (7419) содержит шесть отдельных инверторов на триггерах Шмитта.
Работа схемы
Все шесть инверторов 74LS19 (7419) можно использовать независимо друг от друга.
При подаче напряжения низкого уровня на вход триггера на его выходе устанавливается напряжение высокого уровня, и наоборот.
Эта микросхема 74LS19 (7419) в качестве обычного инвертора, имеющего внутренний гистерезис, идеально подходит для принятия зашумленного входного сигнала или входного сигнала с медленно изменяющимся уровнем напряжения. Она также используется для улучшения стыковки узлов (устраняет негативный эффект дребезга контактов) в неустойчивых и моностабильных коммутациях.
Напряжение срабатывания логического элемента микросхемы 74LS19 (7419) составляет 1,8 В, а напряжение отпускания — 1,0 В.
По расположению контактов данная схема аналогична 74LS14 (7414), но отличается от последней тем, что создает меньшую нагрузку на подключаемые к ней выходы других логических элементов.
Применение
Инвертирование сигналов, формирователи напряжений и импульсов, системы с зашумленными сигналами, моностабильные и нестабильные мультивибраторы.
Производится следующая номенклатура микросхем: 74LS19.
| Тип микросхемы | 74LS19 |
|---|---|
| Время задержки прохождения сигнала, нс | 20 |
| Гистерезис, В | 0,8 |
| Ток потребления, мА | 15 |
www.microshemca.ru
