德州儀器SN74HC74N D型觸發(fā)器中文資料

一、型號(hào)與類型

德州儀器（TI）生產(chǎn)的SN74HC74N是一款具有清零和預(yù)置功能的雙路負(fù)邊沿觸發(fā)式D型觸發(fā)器。在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，D型觸發(fā)器是一種重要的時(shí)序邏輯元件，能夠存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并在時(shí)鐘信號(hào)的特定沿（上升沿或下降沿）觸發(fā)時(shí)更新其狀態(tài)。SN74HC74N具體屬于74HC系列，該系列以其高速、低功耗和寬工作電壓范圍等特點(diǎn)在數(shù)字電子領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。該型號(hào)采用PDIP（雙列直插式封裝），共有14個(gè)引腳，便于在電路板上進(jìn)行安裝和連接。

　　廠商名稱：TI德州儀器

　　元件分類：觸發(fā)器

　　中文描述： 具有清零和預(yù)置端的雙路負(fù)邊沿觸發(fā)式D型觸發(fā)器，14引腳，PDIP封裝

　　英文描述： Dual D-Type Positive-Edge-Triggered Flip-Flops With Clear and Preset

　　數(shù)據(jù)手冊(cè)：http://www.syqqgy.com/data/k01-341642-SN74HC74N.html

　　在線購(gòu)買：立即購(gòu)買

　　SN74HC74N概述

　　SN74HC74N是具有清晰和預(yù)置功能的雙D型正沿觸發(fā)觸發(fā)器。預(yù)設(shè)（PRE）或清除（CLR）輸入上的低電平設(shè)置或重置輸出，而與其他輸入的電平無(wú)關(guān)。當(dāng)PRE和CLR處于非活動(dòng)狀態(tài)（高電平）時(shí)，滿足建立時(shí)間要求的數(shù)據(jù)（D）輸入上的數(shù)據(jù)將在時(shí)鐘（CLK）脈沖的上升沿傳輸?shù)捷敵?。時(shí)鐘觸發(fā)發(fā)生在電壓電平上，與CLK的上升時(shí)間沒(méi)有直接關(guān)系。在保持時(shí)間間隔之后，可以更改D輸入端的數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響輸出端的電平。

　　寬工作電壓范圍

　　輸出可驅(qū)動(dòng)多達(dá)10個(gè)LSTTL負(fù)載

　　低功耗

　　15ns典型TPD

　　5V時(shí)±4mA輸出驅(qū)動(dòng)

　　應(yīng)用

　　工業(yè)，通信與網(wǎng)絡(luò)

　　SN74HC74N中文參數(shù)

　　SN74HC74N引腳圖

二、工作原理

SN74HC74N的工作原理基于D型觸發(fā)器的基本概念。D型觸發(fā)器具有一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端（D）、一個(gè)時(shí)鐘輸入端（CLK）、一個(gè)清零端（CLR）、一個(gè)預(yù)置端（PRE）、以及兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端（Q和Q'）。當(dāng)CLR或PRE端接收到低電平信號(hào)時(shí)，觸發(fā)器會(huì)立即被清零或預(yù)置到相應(yīng)的狀態(tài)，而與D端和CLK端的信號(hào)無(wú)關(guān)。在CLR和PRE都處于高電平（非活動(dòng)狀態(tài)）時(shí)，D端的數(shù)據(jù)會(huì)在CLK的上升沿被捕獲并傳輸?shù)捷敵龆薗，同時(shí)Q'輸出端的狀態(tài)與Q相反。

具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)CLR為低電平時(shí)，無(wú)論D和PRE的狀態(tài)如何，Q都會(huì)被置為0，Q'為1，實(shí)現(xiàn)清零功能。同樣，當(dāng)PRE為低電平時(shí)，Q會(huì)被置為1，Q'為0，實(shí)現(xiàn)預(yù)置功能。在CLR和PRE都未激活的情況下，D端的數(shù)據(jù)會(huì)在CLK的上升沿被鎖存到Q端，這種特性使得D型觸發(fā)器非常適合用于同步時(shí)序電路設(shè)計(jì)。

三、特點(diǎn)

1. 雙路觸發(fā)器：SN74HC74N內(nèi)部集成了兩個(gè)獨(dú)立的D型觸發(fā)器，可以在單個(gè)封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的邏輯功能，減少電路板上所需的元件數(shù)量。

2. 清零和預(yù)置功能：通過(guò)CLR和PRE引腳，用戶可以在任何時(shí)刻對(duì)觸發(fā)器進(jìn)行清零或預(yù)置操作，為電路設(shè)計(jì)提供了更多的靈活性和控制能力。

3. 寬工作電壓范圍：該觸發(fā)器支持2V至6V的工作電壓范圍，能夠適應(yīng)多種電源環(huán)境，提高了設(shè)計(jì)的通用性和兼容性。

4. 低功耗：采用CMOS技術(shù)，具有較低的靜態(tài)功耗，適用于電池供電的設(shè)備或需要低功耗運(yùn)行的場(chǎng)景。

5. 高速性能：具有快速的切換時(shí)間（典型值15ns），適合高速運(yùn)作的電路，能夠提升系統(tǒng)的整體性能。

6. 強(qiáng)抗干擾能力：邊沿觸發(fā)方式使得觸發(fā)器對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的噪聲和抖動(dòng)具有較強(qiáng)的抵抗能力，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

7. 多種封裝形式：雖然本文主要討論的是PDIP封裝的SN74HC74N，但德州儀器還提供了其他封裝形式（如SOIC、SSOP等），以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

四、應(yīng)用

SN74HC74N由于其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中扮演著重要角色。以下是一些典型的應(yīng)用示例：

1. 時(shí)鐘信號(hào)處理：SN74HC74N可用于時(shí)鐘信號(hào)的邊緣檢測(cè)，通過(guò)捕獲時(shí)鐘信號(hào)的上升沿來(lái)同步數(shù)據(jù)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸和存儲(chǔ)。

2. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換：利用D型觸發(fā)器的數(shù)據(jù)保持功能，SN74HC74N可以存儲(chǔ)一位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，直到被重置。這在需要臨時(shí)保留數(shù)據(jù)或狀態(tài)的電路設(shè)計(jì)中非常有用，如計(jì)數(shù)器、寄存器等。

3. 頻率分頻：在數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)中，SN74HC74N可用于構(gòu)建分頻器，將輸入的高頻時(shí)鐘信號(hào)分頻為較低頻率的輸出，以滿足不同設(shè)備對(duì)時(shí)鐘頻率的需求。

4. 序列生成與控制：在復(fù)雜的邏輯電路中，SN74HC74N可以用來(lái)生成和控制信號(hào)序列，實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能，如序列探測(cè)器、狀態(tài)機(jī)等。

5. 系統(tǒng)復(fù)位設(shè)計(jì)：利用SN74HC74N的清零和預(yù)置功能，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全啟動(dòng)和停止操作，確保系統(tǒng)在電源打開(kāi)或意外故障后能夠恢復(fù)到安全狀態(tài)。

五、參數(shù)

以下是SN74HC74N的一些關(guān)鍵參數(shù)：

• 電源電壓：2V至6V

• 最大工作頻率：60MHz（取決于電源電壓和負(fù)載條件）

• 典型傳播延遲時(shí)間：15ns（@5V, CL=50pF）

• 最大傳播延遲時(shí)間：30ns（@6V, CL=50pF）

• 輸出高電平電壓（VOH）：典型值約為電源電壓的90%（最小值取決于電源電壓）

• 輸出低電平電壓（VOL）：典型值約為0.1V（最大值取決于電源電壓）

• 輸入高電平電壓（VIH）：最小值為電源電壓的70%（對(duì)于Vcc=2V至6V）

• 輸入低電平電壓（VIL）：最大值為電源電壓的30%（對(duì)于Vcc=2V至6V）

• 輸入電流（IIL/IIH）：在規(guī)定的輸入電壓范圍內(nèi)，輸入電流應(yīng)保持在較低水平，以避免功耗過(guò)大或影響其他電路性能。

• 靜態(tài)功耗（PD）：在典型工作條件下，靜態(tài)功耗非常低，適合低功耗應(yīng)用。

• 封裝形式：PDIP（雙列直插式封裝），引腳數(shù)為14。

• 工作溫度范圍：通常為-40°C至+85°C（商業(yè)級(jí)），也有工業(yè)級(jí)或軍用級(jí)版本，工作溫度范圍更廣。

• 存儲(chǔ)溫度范圍：-65°C至+150°C，確保芯片在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中不受溫度影響而損壞。

六、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. 電源穩(wěn)定性：確保為SN74HC74N提供穩(wěn)定的工作電壓，避免電壓波動(dòng)對(duì)觸發(fā)器性能的影響。

2. 去耦電容：在電源引腳附近添加適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙?，以減少電源噪聲對(duì)觸發(fā)器內(nèi)部電路的影響。

3. 輸入保護(hù)：為了防止外部電路對(duì)觸發(fā)器輸入端的意外損壞，可以在輸入端添加限流電阻或二極管等保護(hù)元件。

4. 時(shí)鐘信號(hào)質(zhì)量：確保時(shí)鐘信號(hào)具有清晰的上升沿和下降沿，減少時(shí)鐘抖動(dòng)和噪聲，以保證觸發(fā)器的準(zhǔn)確觸發(fā)。

5. 負(fù)載匹配：在設(shè)計(jì)輸出電路時(shí)，注意匹配觸發(fā)器的輸出驅(qū)動(dòng)能力和負(fù)載的輸入電容，以避免信號(hào)波形畸變或傳播延遲增加。

6. 布局與布線：合理的布局和布線對(duì)于減少電磁干擾（EMI）和信號(hào)串?dāng)_至關(guān)重要，確保觸發(fā)器在復(fù)雜電路環(huán)境中仍能正常工作。

七、總結(jié)

德州儀器SN74HC74N是一款功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越的雙路負(fù)邊沿觸發(fā)式D型觸發(fā)器，具有清零和預(yù)置功能，廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。其高速、低功耗、寬工作電壓范圍等特點(diǎn)，使得它在多種應(yīng)用場(chǎng)景下都能表現(xiàn)出色。通過(guò)深入了解SN74HC74N的工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用和參數(shù)，設(shè)計(jì)師可以更好地利用這一元件，構(gòu)建出高效、可靠的數(shù)字電路系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，注意遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，以確保觸發(fā)器能夠穩(wěn)定、可靠地工作，為整個(gè)系統(tǒng)的性能提供有力保障。