74LS279 觸發(fā)器芯片詳細介紹

1. 引言

74LS279 是一種由德州儀器（Texas Instruments）生產(chǎn)的低功耗肖特基TTL邏輯集成電路，它包含了四個獨立的觸發(fā)器。每個觸發(fā)器由兩個輸入端和一個輸出端組成，能夠根據(jù)時鐘信號的變化來實現(xiàn)狀態(tài)的切換。作為一種常見的邏輯電路元件，74LS279 被廣泛應用于數(shù)字電路中，尤其是在需要存儲數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息的應用場合，如計數(shù)器、寄存器等。

本文將從74LS279的基本參數(shù)、工作原理、引腳配置、特性、應用領(lǐng)域以及與其他相關(guān)集成電路的對比等方面進行詳細介紹，旨在幫助讀者更深入地理解該芯片的設計與應用。

2. 74LS279 的基本參數(shù)

74LS279 是一種4位雙輸入觸發(fā)器，每個觸發(fā)器都包含了一個時鐘輸入、兩個數(shù)據(jù)輸入（分別為D和C）以及一個輸出端。該芯片的主要特點和參數(shù)如下：

• 邏輯系列：LS系列（低功耗肖特基TTL）

• 封裝類型：常見的封裝形式為DIP-14、SOP-14、TSSOP-14等

• 輸入電壓范圍：輸入電壓邏輯電平為 0V 至 5V，符合TTL電平要求

• 工作電壓：5V ±10%

• 工作溫度范圍：通常為 -40°C 至 85°C

• 輸出類型：標準TTL輸出（高電平時約為5V，低電平時約為0V）

• 時鐘控制：具有負邊沿觸發(fā)特性

• 功耗：LS系列具有低功耗的特點，相較于常規(guī)TTL電路，能夠顯著降低功耗

• 工作頻率：該芯片適用于中等速度的邏輯運算，頻率一般可達到10MHz

3. 74LS279 的工作原理

74LS279 是由四個雙輸入觸發(fā)器組成的集成電路，每個觸發(fā)器都有兩個輸入（數(shù)據(jù)輸入D和時鐘輸入C）以及一個輸出端。其工作原理基于邊沿觸發(fā)機制，在時鐘信號的下降沿時，根據(jù)輸入端的信號來決定輸出端的狀態(tài)。下面將詳細介紹其工作機制。

3.1 數(shù)據(jù)輸入和時鐘輸入

74LS279 的每個觸發(fā)器都有兩個輸入端：D輸入和C輸入。D端是數(shù)據(jù)輸入端，C端是時鐘輸入端。時鐘信號的下降沿（從高電平到低電平的轉(zhuǎn)換）會觸發(fā)觸發(fā)器狀態(tài)的變化。

當時鐘信號的下降沿到來時，如果D端輸入的是高電平（邏輯1），則Q端的輸出將變?yōu)楦唠娖?；如果D端輸入的是低電平（邏輯0），則Q端的輸出將變?yōu)榈碗娖?。也就是說，D輸入的信號會在時鐘信號的下降沿時刻被鎖存并通過Q輸出。

3.2 異步清除和設置

每個觸發(fā)器還具有一個異步清除端（CLR）和一個異步設置端（PRE）。當CLR端被觸發(fā)為低電平時，觸發(fā)器的輸出Q會被強制設置為低電平；當PRE端被觸發(fā)為低電平時，Q輸出會強制為高電平。CLR和PRE端的觸發(fā)是異步的，也就是說，它們的作用不會受到時鐘信號的影響。此特性使得該觸發(fā)器在一些需要緊急清除或設置狀態(tài)的場合非常有用。

3.3 觸發(fā)器的輸出

74LS279 具有四個獨立的觸發(fā)器，因此它的輸出端包括Q端和Q'端（反向輸出）。Q端表示正常輸出，而Q'端是Q端的反向輸出。在大多數(shù)應用中，Q端輸出的邏輯電平?jīng)Q定了系統(tǒng)的狀態(tài)。

4. 引腳配置和功能描述

74LS279 芯片共有14個引腳，每個觸發(fā)器的引腳配置如下：

• 引腳1（CLR1）：第一個觸發(fā)器的異步清除輸入端

• 引腳2（D1）：第一個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端

• 引腳3（C1）：第一個觸發(fā)器的時鐘輸入端

• 引腳4（Q1）：第一個觸發(fā)器的輸出端

• 引腳5（Q'1）：第一個觸發(fā)器的反向輸出端

• 引腳6（CLR2）：第二個觸發(fā)器的異步清除輸入端

• 引腳7（D2）：第二個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端

• 引腳8（C2）：第二個觸發(fā)器的時鐘輸入端

• 引腳9（Q2）：第二個觸發(fā)器的輸出端

• 引腳10（Q'2）：第二個觸發(fā)器的反向輸出端

• 引腳11（CLR3）：第三個觸發(fā)器的異步清除輸入端

• 引腳12（D3）：第三個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端

• 引腳13（C3）：第三個觸發(fā)器的時鐘輸入端

• 引腳14（Q3）：第三個觸發(fā)器的輸出端

5. 特性與優(yōu)點

5.1 低功耗

74LS279 屬于LS系列（低功耗肖特基TTL邏輯電路），具有較低的功耗特點。相對于傳統(tǒng)的TTL電路，LS系列的電流消耗更少，工作溫度范圍廣，可以有效減少在使用過程中的熱量產(chǎn)生。

5.2 邊沿觸發(fā)

74LS279 是一種負邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器，這意味著它只有在時鐘信號的下降沿時才會根據(jù)輸入數(shù)據(jù)更新輸出。這種設計使得電路可以在時鐘頻率較高的條件下依然保持穩(wěn)定工作。

5.3 高速運算

74LS279 雖然屬于低功耗系列，但它的速度依然能夠滿足大部分中速邏輯運算的需求。它能夠支持較高的工作頻率，通常可達到10MHz。

5.4 易于擴展

由于74LS279 本身具有4個獨立的觸發(fā)器，因此在進行復雜的邏輯設計時，可以直接在單一芯片上實現(xiàn)多個觸發(fā)器的功能，減少了電路中元件的數(shù)量和復雜度。

5.5 兼容性強

作為TTL系列芯片，74LS279 可以很容易地與其他TTL邏輯電路進行組合使用，兼容性強，適應性廣泛。

6. 應用領(lǐng)域

74LS279 芯片廣泛應用于各種數(shù)字電路中，尤其是在需要存儲數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息的場合。以下是該芯片的一些典型應用：

6.1 存儲器

74LS279 可以用作寄存器，存儲數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。由于其時鐘驅(qū)動的特性，它能夠在時鐘信號的控制下準確存儲輸入數(shù)據(jù)。

6.2 計數(shù)器

74LS279 作為觸發(fā)器的組成部分，可以用于構(gòu)建二進制計數(shù)器。通過合適的時鐘信號和觸發(fā)器的級聯(lián)，可以實現(xiàn)對數(shù)字信號的計數(shù)功能。

6.3 狀態(tài)機

在復雜的邏輯控制系統(tǒng)中，74LS279 可以用作狀態(tài)機的核心部件。狀態(tài)機根據(jù)外部輸入的信號和時鐘信號來轉(zhuǎn)換不同的狀態(tài)，74LS279 在其中起到存儲和切換狀態(tài)的作用。

6.4 數(shù)據(jù)傳輸與同步

在需要將數(shù)據(jù)從一個地方傳輸?shù)搅硪粋€地方時，74LS279 的觸發(fā)器可以用于同步信號的傳遞。尤其是在高頻率數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，74LS279 可以幫助保證信號傳遞的穩(wěn)定性。

7. 74LS279 與其他觸發(fā)器的對比

與其他類型的觸發(fā)器相比，74LS279 具有一些獨特的優(yōu)勢。與標準TTL觸發(fā)器相比，它具有較低的功耗和較高的工作頻率。而與更為先進的CMOS觸發(fā)器相比，盡管其功耗稍高，但在許多應用中，它的穩(wěn)定性和速度仍然足夠滿足需求。