Перейти к содержанию

74HC573 — восьмиразрядная прозрачная защёлка с третьим состоянием

74HC573 — восемь D-защёлок с общим входом LE и общим разрешением выходов OE: пока LE в единице, выходы повторяют входы, а при переходе LE в ноль запоминают последнее значение. Разбираем по даташиту TI выводы и таблицу режимов, тайминги LE (длительность, установка, удержание), уровни и токи выходов, чем прозрачная защёлка отличается от регистра 74HC574 со входом CLK и как управлять 74HC573 с вывода микроконтроллера.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

74HC573 (у TI — SN74HC573A) — восемь D-защёлок с общим входом разрешения записи LE и выходами с третьим состоянием. Это «запоминающий» сосед 74HC245: тот же корпус на 20 выводов, та же шинная расстановка — входы с одной стороны, выходы с другой, — те же уровни и токи семейства HC. Применяют его там, где байт нужно удержать на выходах, пока источник занят другим: развязка мультиплексированной шины адреса и данных (сигнал ALE процессора подают на LE), расширение выходов параллельной шиной, фиксация состояния входов в момент события. Для последовательного вывода удобнее 74HC595, для одиночного бита — CD4013.

Коротко

  • Функция — 8 прозрачных D-защёлок: LE = 1 — выходы повторяют входы, LE = 0 — хранят.
  • Выходы — третье состояние по OE (активный ноль), OE не влияет на сами защёлки.
  • Питание — 2–6 В, ток покоя до 80 мкА при 6 В и −40…+85 °C.
  • Тайминги при 4,5 В — импульс LE от 20 нс, установка 13 нс, удержание 5 нс; D → Q до 44 нс.
  • Выход — ±6 мА при 4,5 В с гарантированными уровнями, предел 35 мА на вывод и 70 мА на корпус.
  • Корпуса — PDIP-20 (N), SOIC-20 (DW), SSOP-20 (DB), TSSOP-20 (PW).

Выводы

74HC573, вид сверху: 1 OE (инверсный), 2 1D, 3 2D, 4 3D, 5 4D, 6 5D, 7 6D, 8 7D, 9 8D, 10 GND, 11 LE, 12 8Q, 13 7Q, 14 6Q, 15 5Q, 16 4Q, 17 3Q, 18 2Q, 19 1Q, 20 VCC74HC5731/OE21D32D43D54D65D76D87D98D10GND11LE128Q137Q146Q155Q164Q173Q182Q191Q20VCCвид сверху
SN74HC573A в корпусах PDIP-20, SOIC-20, SSOP-20 и TSSOP-20, вид сверху (разд. 5 даташита)
Вывод N, DW, DB, PWОбозначениеНазначение
1OE (инверсный)разрешение выходов: 0 — работают, 1 — третье состояние
2–91D–8Dвходы данных
10GNDобщий провод
11LEразрешение записи: 1 — защёлки прозрачны, 0 — хранят
12–198Q–1Qвыходы: 1Q на выводе 19, 8Q — на 12
20VCCпитание 2–6 В

Вход nD стоит напротив выхода nQ: 1D (2) — 1Q (19), 8D (9) — 8Q (12), поэтому шину на плате разводят прямо через корпус. TSSOP-20 у TI описан чертежом PW0020A, как и на нашей странице корпуса; для SSOP-20 и SOIC-20 у TI собственные чертежи (DB0020A и DW0020A в приложении к даташиту), а наши страницы составлены по чертежам Microchip. Чертежа PDIP-20 (N) в приложении нет; наша страница PDIP-20 — по чертежу Microchip C04-019B.

Таблица режимов

OELEDQ
0111
0100
00любойQ0 — значение, записанное при спаде LE
1любойлюбойтретье состояние

Запоминается то, что было на входе D в момент перехода LE из единицы в ноль, — поэтому время установки и удержания в таблице 6.6 отсчитываются от спада LE. Пока LE = 1, любой импульс на входе, в том числе помеха, проходит на выход. Разд. 8.1 отдельно оговаривает, что OE не трогает защёлки: при отключённых выходах можно и хранить байт, и записывать новый.

Параметры

Условия — SN74HC573A, −40…+85 °C, если не указано иное (разд. 6.3–6.7).

ПараметрМин.Тип.Макс.Условия
Питание VCC2 В5 В6 Впредел 7 В
Единица на входе VIH1,5 / 3,15 / 4,2 В——VCC = 2 / 4,5 / 6 В
Ноль на входе VIL——0,5 / 1,35 / 1,8 ВVCC = 2 / 4,5 / 6 В
Длительность фронта входа——1000 / 500 / 400 нсVCC = 2 / 4,5 / 6 В
Единица на выходе VOH3,84 В4,3 В—VCC = 4,5 В, −6 мА; тип. при 25 °C
Ноль на выходе VOL—0,17 В0,33 ВVCC = 4,5 В, 6 мА; тип. при 25 °C
Ток потребления ICC——8 / 80 мкА25 °C / −40…+85 °C, VCC = 6 В
Утечка выхода IOZ—±0,01 мкА±5 мкАVCC = 6 В; тип. при 25 °C
Импульс LE (единица) tw16 / 20 нс——4,5 В; 25 °C / −40…+85 °C
Установка D до спада LE tsu10 / 13 нс——то же
Удержание D после спада LE th5 нс——4,5 и 6 В
Задержка D → Q—26 нс35 / 44 нс4,5 В, 50 пФ; 25 °C / −40…+85 °C
Задержка LE → Q—27 нс35 / 44 нсто же
Включение по OE ten—24 нс30 / 38 нсто же
Отключение по OE tdis—23 нс30 / 38 нсто же
Задержка D → Q—33 нс40 / 50 нс4,5 В, 150 пФ
Ёмкость рассеяния Cpd—50 пФ—на защёлку, без нагрузки, 25 °C

При VCC = 2 В всё в несколько раз медленнее: импульс LE от 100 нс, установка 63 нс, удержание 24 нс, D → Q до 220 нс (−40…+85 °C). Предельные режимы (разд. 6.1): VCC до 7 В, ток выхода ±35 мА, ток через VCC или GND ±70 мА, ток защитных диодов ±20 мА. Защита от электростатики — ±3500 В по модели тела человека и ±1000 В по модели заряженного устройства. Тепловое сопротивление кристалл — среда в ревизии G: 84,6 °C/Вт у PDIP-20, 109,1 у SOIC-20, 122,7 у SSOP-20 и 131,8 °C/Вт у TSSOP-20 — заметно больше, чем в ревизии F (49,1–101,1 °C/Вт).

Запись байта с вывода микроконтроллера

Порядок записи следует из таблицы режимов: выставить байт на 1D–8D, поднять LE, опустить LE, затем можно менять данные. Ограничения по таблице 6.6 при VCC = 4,5 В и −40…+85 °C: LE в единице не меньше 20 нс, данные стабильны за 13 нс до спада LE и 5 нс после. Удобно нарисовать эти интервалы в редакторе временных диаграмм.

Наш расчёт: у AVR на 16 МГц одна команда записи в порт занимает 62,5 нс. Последовательность «запись байта в порт данных → LE = 1 → LE = 0 → следующий байт» даёт импульс LE не короче 62,5 нс и установку не меньше 62,5 нс — втрое больше требуемого. Удержание тоже выполняется: данные меняются не раньше, чем через одну команду после спада LE. Нарушить тайминги можно только на быстром контроллере с DMA или параллельной шиной; тогда считают по таблице 6.6 и задержке своих выводов.

Если шину данных разделяют с другими устройствами, выходы 74HC573 отключают единицей на OE; запись при этом продолжается. TI советует для этого подтягивать OE к VCC резистором, чтобы при включении питания выходы не мешали шине (разд. 8.1). Входы с медленными фронтами — длиннее 500 нс при 4,5 В — TI запрещает: выход может генерировать, и рекомендует ставить перед защёлкой микросхему с триггером Шмитта вроде 74HC14 (разд. 9.2.2).

Токи выходов

Уровни выходов гарантированы при ±6 мА (VCC = 4,5 В) и ±7,8 мА (6 В), предел — 35 мА на вывод и 70 мА суммарно через VCC или GND (разд. 6.1 и 10). Наш расчёт: восемь светодиодов по 8 мА — 64 мА, в пределах; по 10 мА — 80 мА, больше предела, хотя каждый вывод нагружен меньше чем на треть. Резистор подбирают по уровню VOL или VOH при выбранном токе — в калькуляторе «Резистор для светодиода». Те же ограничения — у 74HC595 и 74HC245.

74HC573 и 74HC574

Параметр74HC573 (SCLS147G)74HC574 (SCLS148H)
Элементпрозрачная защёлкаD-триггер, запись по фронту
Вывод 11LE: 1 — прозрачна, спад — запоминаниеCLK: запись по переходу из 0 в 1
Остальные выводыOE, 1D–8D, GND, 8Q–1Q, VCCте же, на тех же местах
Импульс управления при 4,5 ВLE от 20 нсCLK от 20 нс в единице и в нуле
Установка / удержание при 4,5 В13 / 5 нс до спада LE25 / 5 нс до фронта CLK
Задержка до выхода при 4,5 В, 50 пФD → Q 26 нс тип., до 44 нсCLK → Q 28 нс тип., до 45 нс
Частотане нормированаfclock до 24 МГц при 4,5 В, 28 МГц при 6 В
Cpd50 пФ на защёлку100 пФ на триггер

Наш вывод: если источник данных выставляет байт и сам формирует строб, подходят обе микросхемы. 74HC573 быстрее отдаёт данные на выход (они проходят ещё при LE = 1) и потребляет меньше на переключение, а D-триггеры 74HC574 защищают выходы от помех на входах в течение всего такта и подходят для конвейера, где выход одной ступени — вход следующей. Как работают защёлки и триггеры, объясняет статья «Цифровая логика».

Расхождения в документации

  • Размер TSSOP-20. Таблица корпусов на с. 1 даёт для PW 5,00 × 4,40 мм, а приложенный чертёж PW0020A, даташит SN74HC574 (SCLS148H) и даташит SN74HC245 (SCLS131F) — 6,50 × 4,40 мм.
  • Типовая задержка. Свойства на с. 1 и разд. 8.3 называют типовую задержку 21 нс. Это значение из таблицы 6.7 для D → Q при 6 В и нагрузке 150 пФ; при меньшей нагрузке 50 пФ и том же питании таблица даёт 23 нс — типовая задержка с большей нагрузкой оказалась меньше.
  • Максимальная частота. Разд. 9.2.2 называет «максимальную частоту 28 МГц», но в таблицах SN74HC573A такого параметра нет; 28 МГц — значение fclock из даташита SN74HC574 при 6 В.
  • Тепловое сопротивление. Ревизия G увеличила RθJA для всех корпусов — например, у PDIP-20 с 49,1 до 84,6 °C/Вт; расчёты нагрева по старым ревизиям даташита дают заниженную температуру кристалла.

Аналоги и замены

Каждая пара сверена по даташитам обоих производителей: выводы, корпус, предельные напряжения и токи. Значения — из документов, указанных под таблицей; столбец «У замены» показывает, лучше или хуже параметр у замены.

74HC573 → SN74HCT573 (Texas Instruments)

Совместим по выводам — тот же корпус и выводы, но часть параметров отличается — схему нужно проверить. Сравнение в корпусе SOIC-20, PDIP-20, TSSOP-20.

Та же защёлка с теми же выводами и выходами; SN74HCT573 ставят вместо SN74HC573A при питании 5 В и данных от 3,3-вольтовой логики.

Параметр74HC573SN74HCT573У замены
Выводы (SOIC-20, PDIP-20, TSSOP-20)1 OE, 2–9 1D–8D, 10 GND, 11 LE, 12–19 8Q–1Q, 20 VCC1 OE, 2–9 1D–8D, 10 GND, 11 LE, 12–19 8Q–1Q, 20 VCCтак же
КорпусаSOIC-20, SSOP-20, PDIP-20, TSSOP-20SOIC-20, SSOP-20, PDIP-20, SO-20, TSSOP-20так же
Напряжение питания2–6 В4,5–5,5 Вхуже
Пороги входа при 4,5 В, VIH / VILот 3,15 / до 1,35 Вот 2 / до 0,8 В (ТТЛ-уровни)иначе
Выходной ток при 4,5 В (VOH от 3,84 В)6 мА6 мАтак же
Выходной ток, предельный±35 мА±35 мАтак же

Что проверить при замене

  • Питание SN74HCT573 — только 4,5–5,5 В против 2–6 В у 74HC573: в схемах на 3,3 В и ниже замена не работает.
  • Входы SN74HCT573 имеют ТТЛ-пороги (1 — от 2 В, 0 — до 0,8 В при 4,5–5,5 В), у 74HC573 при 4,5 В — от 3,15 и до 1,35 В: SN74HCT573 надёжно принимает сигнал 3,3-вольтового МК при питании 5 В, но запас помехоустойчивости по нулю меньше.

Источники: Texas Instruments. SNx4HC573A Octal Transparent D-Type Latches With 3-State Outputs (SCLS147G, revised April 2022) — табл. «Pin Functions», разд. 6.1, 6.3, 6.5; Texas Instruments. SNx4HCT573 Octal Transparent D-Type Latches With 3-State Outputs (SCLS176G, revised July 2022) — разд. 4 (рис. выводов), 5.1, 5.2, 5.4.

Частые вопросы

Чем 74HC573 отличается от 74HC574?

74HC573 — защёлка: пока LE в единице, выходы прозрачно повторяют входы, а запоминается значение в момент спада LE. 74HC574 — регистр на D-триггерах: данные записываются только по фронту CLK из нуля в единицу, в остальное время выходы не меняются. Выводы у них совпадают, LE и CLK стоят на одном месте — выводе 11, но поведение разное: помехи на входах при LE = 1 проходят через 74HC573 на выходы, через 74HC574 — нет.

Как записать байт в 74HC573 с микроконтроллера?

Выставить байт на D1–D8, поднять LE, опустить LE и только после этого менять данные. По таблице 6.6 при 4,5 В импульс LE должен длиться не меньше 20 нс, данные должны стоять 13 нс до спада LE и 5 нс после. Даже при тактовой частоте микроконтроллера 16 МГц одна команда длится 62,5 нс, так что при записи через регистры порта эти условия выполняются сами (наш расчёт).

Что будет с данными, если перевести OE в единицу?

Ничего: OE отключает только выходные буферы, защёлки продолжают работать. Пока выходы в третьем состоянии, можно и хранить старый байт, и записывать новый — он появится на выходах, когда OE снова станет нулём. Чтобы выходы были отключены при подаче питания, TI советует подтянуть OE резистором к VCC.

Можно ли подключить светодиоды к выходам 74HC573?

Да, через резисторы. Уровни гарантированы при ±6 мА и питании 4,5 В, предел — 35 мА на вывод и 70 мА суммарно через VCC или GND. Восемь светодиодов по 8 мА — 64 мА, ещё в пределах; по 10 мА — уже 80 мА, больше допустимого (наш расчёт).

Источники

  1. Texas Instruments. SNx4HC573A Octal Transparent D-Type Latches With 3-State Outputs (SCLS147G, December 1982, revised April 2022) — с. 1 — свойства, корпуса и размеры; с. 2 — история ревизий (новые RθJA в ревизии G); с. 3 — выводы; с. 4 — разд. 6.1 (VCC до 7 В, ±35 и ±70 мА), 6.2 (ESD ±3500 и ±1000 В), 6.3 (2–6 В, VIH, VIL, фронт входа); с. 5 — разд. 6.4 (RθJA) и 6.5 (VOH, VOL, II, IOZ, ICC, Ci); с. 6 — Cpd 50 пФ и разд. 6.6 (tw, tsu, th); с. 7–8 — разд. 6.7 (tpd D → Q и LE → Q, ten, tdis, tt при 50 и 150 пФ); с. 11 — разд. 8.1 (OE не влияет на защёлки, подтяжка OE), 8.3, табл. 8-1; с. 12 — разд. 9.1–9.2.2 (±7,8 мА, медленные входы, 28 МГц); с. 13 — разд. 10 (±70 мА, 0,1 мкФ); с. 14 — разд. 11
  2. Texas Instruments. SNx4HC574 Octal Edge-Triggered D-Type Flip-Flops With 3-State Outputs (SCLS148H, December 1982, revised May 2022) — для сравнения: с. 1 — корпуса (PW 6,50 × 4,40 мм); с. 3 — выводы (CLK на выводе 11); с. 5 — разд. 5.5 (fclock 24 МГц, tw 20 нс, tsu 25 нс, th 5 нс при 4,5 В); с. 6 — разд. 5.6 (tpd CLK → Q 28 нс тип., до 45 нс) и Cpd 100 пФ; с. 8 — таблица режимов

Нашли ошибку?

Смотрите также