Układy logiki TTL

Układy logiczne z serii 74. Proste bramki, liczniki, bufory, multipleksery, dekodery, zatrzaski oraz inne interesujące funkcje. Układy są zasilane napięciem +5V. Stan niski to napięcie niższe od 0.8V, stan wysoki - wyższe od 2.0V. Napięcie z zakresu 0.8V do 2.0V jest zabronione i może powodować nieokreślone rezultaty.

Układy TTL są dostępne w szerokim zakresie technologii wykonania: S, F, LS, L, LV, LVX, HC, HCT, HCU, ALS, AC, ACL, ACT... Poniżej używane jest oznaczenie LS jako najbardziej popularne.

W nowych projektach używaj LS (lub ALS); HCT gdy istotny jest niski pobór mocy, a HC tylko gdy nie możesz dostać wersji LS/HCT. Nie są zalecane wersje S, F oraz "bezliterowe", z wyjątkiem kiedy istotny jest duży prąd wyjściowy. Wersje LV i LVX są przeznaczone dla obniżonego zasilania (1V do 3.6V).

Proste bramki

Proste bramki są używane do podstawowych operacji logicznych, jak AND (74LS08), OR (74LS32), NOT (74LS04, 74LS06), NAND (74LS00, 74LS132, 74LS10, 74LS20, 74LS30), NOR (74LS02, 74LS27), XOR (74LS86).

Liczniki

Liczniki są bardzo rzadko używane w komputerach 8bit, głównie w generatorach cyklu zegarowego (74LS393), generatorach video, obwodach DMA oraz interfejsach myszy.

Liczniki rewersyjne (up/down) mogą być użyte jako interfejs myszy. Większość schematów używa 74LS193 (4bit), lecz idealnym układem jest 74LS469 (8bit, wyjścia trójstanowe).

Bufory i wzmacniacze

Bufory są dość często używane. Wzmacniacz 74LS07 (z otwartym kolektorem) jest często używany w obwodach FDC (do wysterowania płaskiego kabla, razrem z 74LS06 i 74LS38).

Najczęściej używanym buforem trójstanowym jest 74LS245 (74LS645). Układ 74LS244 nie jest zalecany (z wyjątkiem szczególnych przypadków). Często używane są cztery oddzielne bufory trójstanowe - 74LS125. Interesujące są również bufory sześciobitowe: 74LS365, 74LS367 oraz ich wersje z zanegowanym wyjściem: 74LS366, 74LS368. Użyteczne mogą być również trójstanowe wersje multiplekserów: 74LS257, 74LS253, 74LS251.

Multipleksery

Układ 74LS157 jest najbardziej popularny w obwodach DRAM, służy do multipleksowania linii adresowych. Czasem użyte są 74LS153, szczególnie gdy DRAM jest używany przez dwa urządzenia (jak Z80 oraz CRTC w Amstradzie CPC).

Ale multipleksery są również bardzo użyteczne w uproszczeniu zaawansownych schematów logicznych. Układ 74LS157 wybiera jedno z 2 źródeł dla 4 linii, układ 74LS153 - z 4 źródeł dla 2 linii, a 74LS151 - z 8 żródeł dla 1 linii. Ich wejście strobujące jest zwykle bezużyteczne, ponieważ wymusza stan niski na wyjściach. Dlatego czasem lepiej używać wersji trójstanowych tych multiplekserów, gdzie wejście strobujące może pełnić użyteczną funkcję: 74LS257, 74LS253, 74LS251 (niestety, trudniej je dostać).

Uwaga! Układy 74*157 (przynajmniej niektóre wersje) mogą wytwarzać hazard. Na wyjściu pojawia się stan niski przez 20ns, jesli oba wejścia są w stanie wysokim, a wybór zmienia się z 0 na 1. Nie ma to znaczenia w przypadku pamięci, ale generowanie sygnałów sterobujących może być bardzo dużym problemem. Układy z hazardem: SN74ALS157N PORTUGAL 8817XF, T74LS157B1 W991A9322 MALAYSIA. Bez hazardu: GSS GD74LS157 F 02, GS 9439 GD74LS157.

Dekodery

Dekodery są używane do rozpoznania adresów portów oraz lokacji pamięci (konkretnego adresu albo grupy adresów).

Najbardziej popularnymi dekoderami są 74LS138 (6 wejść dekodowane na 8 wyjść) oraz 74LS139 (3 wejścia na 4 wyjścia - podwójnie). Mocnym dekoderem jest również 74LS688 (11 wejść na 1 wyjście).

Zatrzaski

Prosty przerzutnik RS (zeruj/ustaw) może być zbudowany z dwóch bramek NAND lub NOR. Ich zastosowanie jest jednak bardzo ograniczone - mogą służyć jako detektor pierwszego zapisu lub filtr drgań styków przycisku.

Układ 74LS74 ma dwa jednobitowe zatrzaski z pełnym kompletem linii: wejście danych, zegar (narastające zbocze), zerowanie, ustawienie, wyjście, wyjście zanegowane. Jest najbardziej uniwersalnym, ale za to oferuje tylko 2 bity w jednej obudowiee.

Większymi zatrzaskami są 74LS174 (4 bity, również z zanegowanymi wyjściami), 74LS175 (6 bitów, zerowanie), 74LS273 (8 bitów, zerowanie), 74LS573 (8bit, przeźroczystość - może pracować jako bufor, trójstanowe wyjścia), 74LS574 (8bit, trójstanowy).

Bardzo interesujące są 74LS375 (dwa rejestry dwubitowe, podobny do 74LS75, ale z innym układem wyprowadzeń), 74LS259 (osiem zatrzasków 1bit - jedno wejście, 8 wyjść) oraz 74LS670 (cztery rejestry 4bit z oddzielnym zapisem i odczytem).

Nie zalecane są: 74LS373 oraz 73LS374 z powodu ich rozkładu wyprowadzeń.

Inne interesujące funkcje

Najbardziej zaawansowanym układem TTL jest jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU) - 74LS181. Operuje na dwóch 4bit wejściach i może wykonać na nich 16 różnych funkcji, dając wartość 4bit oraz zestaw dodatkowych flag.

Innym interesującym układem jest sumator 4bit - może dodać do siebie dwie wartości 4bit. Prawdopodobnie najczęstszym jego zastosowaniem będzie zwiększenie wartości o 1. (Zobacz sposób przełączania pamięci w Sam Coupé.)

Pliki do pobrania

74ls610a.png 17.8kB (2005-05-08 22:59)

Schemat blokowy systemu LS74610 -74LS613. Jak działa mapowanie pamięci w przykładowym systemie.

74ls610b.png 35.4kB (2005-05-08 22:57)

Schemat logiczny układów LS74610 -74LS613.

d74ls.pdf 254.6kB (2005-05-08 22:45)

Symbole wielu układów 74LS

74ls469.pdf 120.9kB (2005-04-11 17:08)

74LS469 (NS). Licznik rewersyjny 8bit z ustawianiem i wyjściem trójstanowym.

74ls245.pdf 53.4kB (2004-11-08 14:43)

74LS245 - dokumentacja firmy Motorola.

74hct670.pdf 77.6kB (2004-10-09 12:37)

74HCT670. 4 zatrzaski 4bit z niezależnym zapisem i odczytem.

ucy74s416.pdf 314.8kB (2004-09-26 05:09)

[pl] UC74LS416 (intel 8216). Coś w podobie do 74*243. Niskiej jakości skan.

74ls251n.pdf 58.7kB (2000-03-21 15:21)

Dokumentacja 74LS251 firmy Fairchild.

74ls378.pdf 726.1kB (1999-12-07 15:28)

74LS377, 74LS378, 74LS379 - rzadkie i drogie zatrzaski typu D (4, 6, 8 bitów). Podobne do LS273, LS174, LS175, ale wspólny sygnał bramkujący zastąpił wspólny reset. Texas Instruments.

sdls132.pdf 155.2kB (1999-11-18 20:12)

Dokumentacja 74LS132 firmy Texas Instruments.

74hct574.pdf 56.2kB (1990-10-01 12:52)

74HCT574 oraz 74HC574 - dokumentacja firmy Philips.

Linki do innych stron