HC373，通常指的是74HC373，是一款八路三態(tài)D型鎖存器。它在數(shù)字電路中被廣泛應用，主要用于數(shù)據(jù)鎖存、地址鎖存以及總線隔離等功能。這款芯片的每一個引腳都承載著特定的功能，共同協(xié)作以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理和傳輸。要詳細介紹HC373的引腳功能，需要深入理解其內(nèi)部工作原理、各種工作模式以及在實際電路中的應用。

HC373概述

74HC373是一款高性能CMOS器件，屬于施密特觸發(fā)器輸入，具有低功耗和高噪聲抑制的特點。它集成了八個獨立的D型鎖存器，每個鎖存器都帶有一個獨立的數(shù)據(jù)輸入（D）和一個三態(tài)輸出（Q）?！叭龖B(tài)”是指輸出可以處于高電平、低電平或高阻態(tài)。高阻態(tài)允許器件的輸出在不影響總線上的其他器件的情況下與總線斷開連接，這在多路復用和總線驅(qū)動應用中至關(guān)重要。

HC373的工作原理基于時鐘控制的鎖存。當使能信號（LE，鎖存使能）為高電平時，輸出Q會跟隨輸入D的變化。當LE變?yōu)榈碗娖綍r，D端的數(shù)據(jù)被鎖存，Q端的數(shù)據(jù)保持不變，直到LE再次變?yōu)楦唠娖健４送?，還有一個輸出使能信號（OE），用于控制輸出Q的狀態(tài)。當OE為低電平時，輸出Q處于正常工作狀態(tài)；當OE為高電平時，輸出Q進入高阻態(tài)。

這款芯片在微處理器系統(tǒng)中尤其常見，用于將微處理器的地址或數(shù)據(jù)總線上的瞬時數(shù)據(jù)“捕獲”并保持，以便其他外設或存儲器在需要時可以訪問這些數(shù)據(jù)。

HC373引腳功能詳細介紹

74HC373通常采用16引腳封裝，常見的封裝形式有DIP（雙列直插式封裝）、SOP（小外形封裝）和TSSOP（薄型小外形封裝）等。以下將對每個引腳的功能進行詳細闡述：

1. D0-D7：數(shù)據(jù)輸入引腳

D0到D7是74HC373的數(shù)據(jù)輸入引腳，共八個。它們是芯片接收待鎖存數(shù)據(jù)的入口。這八個引腳對應著芯片內(nèi)部的八個獨立的D型鎖存器的數(shù)據(jù)輸入端。每個D引腳都與一個內(nèi)部D型觸發(fā)器連接，負責接收一位數(shù)據(jù)。

• 功能描述： 當鎖存使能（LE）引腳為高電平（邏輯“1”）時，D0到D7引腳上的電平狀態(tài)會直接傳遞到對應的輸出引腳Q0到Q7。這意味著，如果D0是高電平，那么Q0也將是高電平；如果D1是低電平，那么Q1也將是低電平。此時，鎖存器處于“透明”模式，輸出跟隨輸入變化。當LE引腳從高電平變?yōu)榈碗娖剑ㄏ陆笛兀r，D0到D7引腳上的瞬時數(shù)據(jù)會被鎖存在相應的觸發(fā)器中。這意味著，即使D0到D7上的數(shù)據(jù)隨后發(fā)生變化，輸出Q0到Q7也會保持鎖存時的狀態(tài)，直到LE再次變?yōu)楦唠娖交蛘咝酒瑥臀弧?/span>

• 數(shù)據(jù)類型： 這些引腳通常處理數(shù)字邏輯電平，例如TTL或CMOS兼容的0V和5V（或3.3V）電平，分別代表邏輯“0”和邏輯“1”。它們可以接收來自微處理器、存儲器或其他數(shù)字邏輯器件的數(shù)據(jù)。

• 應用場景： 在微處理器系統(tǒng)中，D0-D7通常連接到數(shù)據(jù)總線或地址總線。例如，當微處理器需要向某個外設發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)會出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上，HC373可以通過其D輸入引腳捕獲這些數(shù)據(jù)。同樣，在地址譯碼或地址鎖存應用中，地址信息會通過這些引腳輸入到芯片中。由于是八位輸入，它可以方便地與8位微處理器或并行數(shù)據(jù)總線接口。

• 注意事項： 為了確保數(shù)據(jù)的正確鎖存，D0-D7輸入引腳上的數(shù)據(jù)必須在LE引腳的下降沿到來之前保持穩(wěn)定一段時間（建立時間，tsetup），并在下降沿之后繼續(xù)保持穩(wěn)定一段時間（保持時間，thold）。這是所有D型觸發(fā)器共有的時序要求。如果這些時序要求不滿足，可能會導致數(shù)據(jù)鎖存錯誤或不確定狀態(tài)。

2. Q0-Q7：三態(tài)數(shù)據(jù)輸出引腳

Q0到Q7是74HC373的三態(tài)數(shù)據(jù)輸出引腳，共八個。它們是芯片內(nèi)部鎖存數(shù)據(jù)對外輸出的通道。每個Q引腳對應一個內(nèi)部的D型鎖存器的輸出。

• 功能描述： “三態(tài)”是這些輸出引腳的關(guān)鍵特性。三態(tài)指的是輸出可以處于以下三種狀態(tài)之一：

1. 高電平（邏輯“1”）：輸出電壓接近供電電壓VCC。

2. 低電平（邏輯“0”）：輸出電壓接近地電壓GND。

3. 高阻態(tài)（High-Impedance State）：在這種狀態(tài)下，輸出引腳呈現(xiàn)出非常高的阻抗，如同斷開了與電路的連接。此時，輸出引腳既不提供電流也不吸收電流，基本上不影響連接到同一總線上的其他器件。這使得多個三態(tài)器件可以連接到同一總線上，并通過控制各自的輸出使能信號來決定哪個器件可以驅(qū)動總線。

• 輸出控制： Q0到Q7的輸出狀態(tài)由兩個因素共同決定：

• 當**OE為低電平（邏輯“0”）**時，輸出Q0到Q7處于正常工作狀態(tài)，即它們會輸出內(nèi)部鎖存的數(shù)據(jù)。如果LE為高電平，輸出跟隨D輸入；如果LE為低電平，輸出保持鎖存的數(shù)據(jù)。

• 當**OE為高電平（邏輯“1”）**時，無論LE引腳的狀態(tài)如何，也無論D引腳上的數(shù)據(jù)如何，Q0到Q7的所有輸出都將進入高阻態(tài)。這有效地將HC373從總線上“移除”，允許其他器件驅(qū)動總線，或者防止總線上的沖突。

1. 內(nèi)部鎖存的數(shù)據(jù)： 當鎖存器正常工作時（即不在高阻態(tài)），Q0到Q7的電平取決于LE引腳鎖存的數(shù)據(jù)。

2. 輸出使能（OE）引腳： 這是控制三態(tài)輸出的關(guān)鍵。

• 應用場景： Q0-Q7的三態(tài)特性使其在總線驅(qū)動和多路復用應用中非常有用。

• 地址鎖存： 在微處理器系統(tǒng)中，微處理器會分時復用地址總線和數(shù)據(jù)總線。HC373可以用于鎖存地址總線上的地址信息，并將其輸出到存儲器或外設的地址引腳上。通過控制OE，可以在地址穩(wěn)定后釋放總線，讓其他器件使用。

• 數(shù)據(jù)總線隔離： 當需要在不同總線段之間進行數(shù)據(jù)傳輸，但又不希望它們總是直接連接時，HC373可以作為隔離器。只有在需要數(shù)據(jù)傳輸時，才將OE拉低，數(shù)據(jù)從一側(cè)總線傳輸?shù)搅硪粋?cè)。

• 多路復用： 在一個系統(tǒng)中，如果有多個源需要向一個目標發(fā)送數(shù)據(jù)，或者一個源需要向多個目標發(fā)送數(shù)據(jù)，可以通過HC373的三態(tài)輸出進行管理，避免總線沖突。

• 輸出能力： 74HC系列器件通常具有較大的輸出驅(qū)動能力，可以驅(qū)動標準的CMOS負載和一些低功耗TTL負載。這意味著它們可以直接連接到其他數(shù)字邏輯芯片的輸入端，或者驅(qū)動一些簡單的LED指示燈（通常需要串聯(lián)限流電阻）。

3. LE (Latch Enable)：鎖存使能引腳

LE (Latch Enable) 引腳是74HC373的鎖存使能控制引腳，它控制著內(nèi)部D型鎖存器的數(shù)據(jù)捕獲行為。這個引腳是電平敏感的，而不是邊沿敏感的。

• 功能描述：

• 當**LE為高電平（邏輯“1”）**時：74HC373處于“透明”模式。這意味著D0-D7輸入引腳上的數(shù)據(jù)會直接、實時地傳遞到Q0-Q7輸出引腳。此時，Q輸出會跟隨D輸入的變化而變化，就好像D和Q之間沒有鎖存器一樣。

• 當LE從高電平變?yōu)榈碗娖剑ㄏ陆笛兀?strong>時：D0-D7引腳上的瞬時數(shù)據(jù)（在下降沿到來之前滿足建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)）會被內(nèi)部的D型鎖存器鎖存。一旦數(shù)據(jù)被鎖存，Q0-Q7輸出引腳上的數(shù)據(jù)將保持這個狀態(tài)不變，即使D0-D7上的數(shù)據(jù)隨后發(fā)生變化，只要LE保持低電平，Q輸出就會保持鎖存值。

• 當**LE為低電平（邏輯“0”）**時：74HC373處于“鎖存”模式。此時，D0-D7輸入引腳的變化不會影響Q0-Q7輸出引腳，Q輸出會保持在LE由高變低時鎖存的數(shù)據(jù)。鎖存的數(shù)據(jù)將一直保持，直到LE再次變?yōu)楦唠娖交蛘咝酒碾娫幢磺袛唷?/span>

• 時序關(guān)系： LE引腳的時序是HC373正確工作的關(guān)鍵。為了可靠地鎖存數(shù)據(jù)，D輸入數(shù)據(jù)必須在LE引腳的下降沿到來之前穩(wěn)定（建立時間，tsetup），并在下降沿之后保持穩(wěn)定（保持時間，thold）。這些時間參數(shù)可以在HC373的數(shù)據(jù)手冊中查到。

• 應用場景：

• 地址鎖存： 在多路復用地址/數(shù)據(jù)總線的微處理器系統(tǒng)中，LE引腳通常與微處理器的地址選通信號（ALE, Address Latch Enable）連接。當ALE為高電平時，微處理器會在地址總線上輸出地址信息，HC373處于透明模式，地址信息傳遞到其Q輸出。當ALE變?yōu)榈碗娖綍r，地址信息被HC373鎖存，此時地址總線可以用于數(shù)據(jù)傳輸，而鎖存的地址信息仍然對外保持有效。

• 數(shù)據(jù)采樣： 在需要對一組并行數(shù)據(jù)進行同步采樣的應用中，LE引腳可以用作采樣時鐘。當需要捕獲數(shù)據(jù)時，將LE拉高一段時間，然后拉低，數(shù)據(jù)即被鎖存。

• 注意事項： 在實際應用中，LE引腳通常由微控制器或?qū)Ｓ脮r序邏輯電路驅(qū)動。確保LE信號的穩(wěn)定性，避免毛刺干擾，以防止不正確的鎖存操作。

4. OE (Output Enable)：輸出使能引腳

OE (Output Enable) 引腳是74HC373的三態(tài)輸出使能控制引腳。它直接控制著Q0-Q7輸出引腳是處于正常工作狀態(tài)還是高阻態(tài)。這個引腳是低電平有效的。

• 功能描述：

• 當OE為低電平（邏輯“0”）時：Q0-Q7輸出引腳處于正常工作狀態(tài)。此時，輸出會根據(jù)LE引腳和D0-D7引腳的輸入狀態(tài)來顯示數(shù)據(jù)。如果LE為高電平，輸出跟隨D輸入；如果LE為低電平，輸出顯示內(nèi)部鎖存的數(shù)據(jù)。換句話說，當OE為低電平時，鎖存器能夠正常地將內(nèi)部數(shù)據(jù)驅(qū)動到輸出端。

• 當OE為高電平（邏輯“1”）時：Q0-Q7輸出引腳全部進入高阻態(tài)（High-Impedance State）。在這種狀態(tài)下，HC373的輸出與外部電路幾乎完全斷開，其輸出引腳既不提供電流也不吸收電流。這使得多個HC373或其他三態(tài)器件可以共用同一組總線，而不會相互干擾。當OE為高電平時，無論LE引腳的狀態(tài)如何，也無論D引腳上的數(shù)據(jù)如何，Q輸出都將保持高阻態(tài)。

• 獨立控制： OE引腳對輸出的控制是獨立的，不依賴于LE引腳的狀態(tài)。即使數(shù)據(jù)已經(jīng)被鎖存在內(nèi)部，如果OE被設置為高電平，輸出仍將進入高阻態(tài)。這種獨立性使得HC373在總線系統(tǒng)中非常靈活。

• 應用場景：

• 總線仲裁/共享： 在微處理器系統(tǒng)中，當多個器件需要共享同一組數(shù)據(jù)或地址總線時，OE引腳可以用于仲裁。例如，在讀取存儲器數(shù)據(jù)時，只有當HC373鎖存的地址被選中且數(shù)據(jù)總線需要被HC373驅(qū)動時，才將OE拉低。在寫入數(shù)據(jù)或讀取其他器件數(shù)據(jù)時，HC373的OE可以保持高電平，讓其輸出進入高阻態(tài)，避免與總線上的其他器件發(fā)生沖突。

• 多路復用輸出： 當需要將同一組鎖存數(shù)據(jù)發(fā)送到多個不同的目標，但每次只發(fā)送給一個目標時，可以通過控制目標端的OE信號來實現(xiàn)。

• 功耗管理： 在某些低功耗應用中，當HC373的輸出不需要驅(qū)動總線時，將其OE拉高可以減少不必要的電流消耗。

• 注意事項： 在設計電路時，必須確保OE信號的邏輯正確性，以避免總線沖突。如果多個三態(tài)器件同時將各自的OE設置為低電平并試圖驅(qū)動同一總線，可能會導致總線上的數(shù)據(jù)沖突、電流過大甚至器件損壞。通常會使用譯碼器或總線仲裁邏輯來確保在任何給定時刻只有一個器件的輸出是激活的。

5. VCC：電源引腳

VCC是74HC373的電源引腳，用于為芯片提供正常工作所需的正電壓。

• 功能描述： 74HC系列芯片通常設計用于寬電源電壓范圍。對于標準74HC系列，VCC通?？梢栽?V到6V之間工作。實際應用中，最常見的電源電壓是5V或3.3V，這取決于系統(tǒng)的電源設計和與其他數(shù)字邏輯器件的兼容性。VCC為芯片內(nèi)部的CMOS邏輯門、鎖存器和輸出緩沖器提供工作能量。

• 供電要求：

• 濾除高頻噪聲： 吸收電源線上可能存在的高頻噪聲，提供一個低阻抗的路徑。

• 瞬態(tài)電流供給： 當芯片內(nèi)部的門電路在開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，會產(chǎn)生瞬態(tài)大電流。去耦電容可以及時提供這些瞬態(tài)電流，防止VCC電壓瞬時下降，確保芯片在高速工作時的穩(wěn)定性。這對于防止串擾和提高信號完整性至關(guān)重要。

• 電壓范圍： 必須確保VCC在芯片數(shù)據(jù)手冊規(guī)定的電壓范圍內(nèi)。電壓過低可能導致芯片無法正常工作，邏輯電平不穩(wěn)定；電壓過高則可能損壞芯片。

• 電源穩(wěn)定性： VCC電源必須穩(wěn)定且紋波小。電源中的噪聲或電壓波動可能會影響芯片的正常工作，導致數(shù)據(jù)鎖存錯誤或輸出不穩(wěn)定。

• 去耦電容： 在VCC引腳附近（通常是1cm以內(nèi)），強烈建議并聯(lián)一個0.1μF（100nF）或更大容量的陶瓷去耦電容（也稱旁路電容），其另一端接地。這個電容的作用是：

• 連接方式： VCC引腳應直接連接到系統(tǒng)電源的正極。

• 注意事項： 錯誤的電源連接（例如極性反接）或超出規(guī)定電壓范圍的供電會導致芯片永久性損壞。即使是在電源關(guān)閉狀態(tài)下，如果其他引腳上施加了電壓而VCC沒有連接，也可能會導致芯片損壞或閂鎖效應（Latch-up），因此在設計和調(diào)試時需要特別注意電源的正確連接和時序。

6. GND：地引腳

GND是74HC373的地引腳，用于提供芯片的參考零電位。

• 功能描述： GND是芯片內(nèi)部所有電路的公共回流路徑，也是所有邏輯電平的參考點。所有輸入信號的邏輯高電平（V_IH）和邏輯低電平（V_IL）以及輸出信號的邏輯高電平（V_OH）和邏輯低電平（V_OL）都是相對于GND來定義的。它是電流回流到電源的路徑。

• 連接要求：

• 可靠接地： GND引腳必須可靠地連接到系統(tǒng)的公共地線。良好的接地可以確保芯片的穩(wěn)定工作和正確的邏輯電平。

• 低阻抗： 地線的阻抗應盡可能低，以減少地彈（Ground Bounce）現(xiàn)象。地彈是指當芯片內(nèi)部的許多輸出同時從高電平變?yōu)榈碗娖綍r，流經(jīng)地線的瞬態(tài)大電流會在地線上產(chǎn)生一個瞬時電壓降，導致GND引腳的電位偏離真實的零電位，從而影響芯片的正常功能，甚至引起誤動作。

• 電源環(huán)路： GND與VCC一起構(gòu)成芯片的電源環(huán)路。為了最小化噪聲和提高性能，VCC和GND之間的連接路徑應盡可能短，尤其是在放置去耦電容時。

• 連接方式： GND引腳應直接連接到系統(tǒng)電源的負極（通常是0V）。

• 注意事項： 錯誤的接地（例如懸空、虛焊或地線過長過細）可能導致芯片工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生誤動作，或增加系統(tǒng)的電磁干擾（EMI）。在PCB布局中，通常會使用大面積的覆銅作為地平面，以提供低阻抗的接地路徑。確保所有芯片的GND引腳都連接到這個公共地平面上。

HC373的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

HC373的內(nèi)部包含八個獨立的D型鎖存器（D-Latch）以及一些控制邏輯門。每個D型鎖存器由一個D輸入、一個Q輸出和一個時鐘（或使能）輸入組成。對于HC373，這個使能輸入就是LE引腳。此外，還有一個三態(tài)輸出緩沖器，由OE引腳控制。

• D型鎖存器： 鎖存器是存儲一位二進制數(shù)據(jù)的基本單元。與D型觸發(fā)器不同的是，D型鎖存器是電平敏感的。當使能端為高電平時，輸出Q會跟隨輸入D；當使能端變?yōu)榈碗娖綍r，D端的數(shù)據(jù)被鎖存，Q端保持不變。

• 三態(tài)緩沖器： Q輸出端的每個鎖存器都連接到一個三態(tài)緩沖器。這個緩沖器受OE引腳的控制。當OE為低電平，緩沖器正常導通，輸出內(nèi)部鎖存的數(shù)據(jù)。當OE為高電平，緩沖器進入高阻態(tài)，將輸出與外部電路斷開。

• 控制邏輯： LE和OE引腳的信號通過內(nèi)部的邏輯門（如與門、非門等）來控制八個D型鎖存器和八個三態(tài)緩沖器的行為。例如，LE信號直接控制所有鎖存器的數(shù)據(jù)捕獲，而OE信號則通過一個公共的控制線控制所有輸出緩沖器的使能。

HC373的應用場景

HC373因其簡單、可靠和多功能性，在各種數(shù)字電路和嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛應用：

1. 地址鎖存器

這是HC373最常見也是最重要的應用之一。在許多微處理器（如早期的8086/8088）中，為了節(jié)省引腳，地址總線和數(shù)據(jù)總線是分時復用的。這意味著在某個時刻，同一組引腳可能傳輸?shù)刂沸畔ⅲ诹硪粋€時刻，它們又傳輸數(shù)據(jù)信息。

• 工作流程：

1. 微處理器在總線上輸出地址信息，同時發(fā)出一個**地址鎖存使能（ALE）**信號。

2. HC373的D輸入連接到地址/數(shù)據(jù)總線，其LE引腳連接到ALE信號。

3. 當ALE為高電平時，HC373處于透明模式，地址信息通過D輸入傳遞到Q輸出。

4. 當ALE從高電平變?yōu)榈碗娖剑ㄏ陆笛兀r，地址信息被HC373鎖存。此時，微處理器可以利用同一組總線傳輸數(shù)據(jù)，而HC373的Q輸出仍然保持著之前鎖存的地址，供存儲器或其他外設使用。

5. HC373的OE引腳通常連接到芯片選擇信號或常低電平，以確保鎖存的地址始終有效驅(qū)動目標器件。

• 優(yōu)勢： 使用HC373作為地址鎖存器，可以有效地將分時復用的地址總線去復用，為存儲器和外設提供穩(wěn)定且獨立的地址信號，簡化了系統(tǒng)設計。

2. 數(shù)據(jù)鎖存器/并行數(shù)據(jù)存儲

HC373也可以用于臨時存儲并行數(shù)據(jù)，例如從傳感器、并行端口或其他數(shù)字源接收的數(shù)據(jù)。

• 工作流程：

1. 當需要捕獲數(shù)據(jù)時，將HC373的LE引腳拉高，D輸入連接到數(shù)據(jù)源。

2. 數(shù)據(jù)源將數(shù)據(jù)放置在D輸入線上。

3. 將LE引腳拉低，數(shù)據(jù)被鎖存。

4. 此時，即使數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，HC373的Q輸出也會保持鎖存的數(shù)據(jù)。

5. 在需要輸出數(shù)據(jù)時，將OE引腳拉低（如果之前是高阻態(tài)），數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)在Q輸出端。

• 應用： 例如，在數(shù)字示波器或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，HC373可以用于在特定時刻對并行數(shù)據(jù)進行快照。在工業(yè)控制中，它也可以用于暫存來自I/O模塊的輸入狀態(tài)。

3. 總線隔離與驅(qū)動

HC373的三態(tài)輸出特性使其非常適合用于總線隔離和驅(qū)動應用。

• 總線隔離： 當兩個總線段之間不希望始終直接連接時，HC373可以作為隔離器。例如，在一個復雜的嵌入式系統(tǒng)中，可能有主CPU總線和本地外設總線。當主CPU需要與本地外設通信時，HC373的OE被激活，允許數(shù)據(jù)從一個總線傳遞到另一個總線。當通信結(jié)束后，HC373的OE被禁用，進入高阻態(tài)，從而隔離了兩個總線，防止不必要的信號干擾。

• 總線驅(qū)動： 如果一個設備的輸出驅(qū)動能力不足以驅(qū)動總線上的所有負載，或者需要增強信號驅(qū)動能力，HC373可以作為總線驅(qū)動器。其Q輸出具有一定的電流驅(qū)動能力，可以有效地驅(qū)動多個TTL或CMOS輸入。

• 多主總線： 在有多主設備（即多個設備可以控制總線）的系統(tǒng)中，HC373可以與總線仲裁邏輯結(jié)合使用。每個主設備在需要驅(qū)動總線時，通過HC373將數(shù)據(jù)放到總線上，并在不使用時使HC373進入高阻態(tài)，避免總線沖突。

4. I/O擴展

在微控制器引腳資源有限的情況下，HC373可以用于擴展I/O能力。通過鎖存一個端口的狀態(tài)，微控制器可以釋放該端口用于其他任務。

• 工作方式： 例如，一個微控制器可以依次向HC373的D輸入發(fā)送不同的數(shù)據(jù)，并通過脈沖LE信號將其鎖存到不同的HC373芯片中，從而驅(qū)動更多的輸出?；蛘?，它可以鎖存來自多個傳感器或開關(guān)的并行輸入狀態(tài)。

• 優(yōu)勢： 這種方式允許微控制器通過較少的引腳控制更多的外設，但代價是需要更復雜的時間序列控制。

5. 簡單的D/A轉(zhuǎn)換接口

雖然HC373本身不是D/A轉(zhuǎn)換器，但它可以用于構(gòu)建簡單的D/A轉(zhuǎn)換接口。通過將HC373的Q輸出連接到電阻網(wǎng)絡（如R-2R梯形網(wǎng)絡），可以實現(xiàn)簡單的數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換。HC373鎖存數(shù)字值，然后電阻網(wǎng)絡將其轉(zhuǎn)換為相應的模擬電壓。

HC373與74LS373/74F373/74LVC373等其他系列的區(qū)別

74HC373是基于CMOS工藝的，屬于74HCT系列的一種（HCT兼容TTL電平）。在數(shù)字邏輯芯片中，型號前綴（如74HC、74LS、74F、74LVC）表示了芯片的工藝技術(shù)和電氣特性。雖然它們都實現(xiàn)了373的八路三態(tài)D型鎖存器功能，但在性能上存在顯著差異：

• 74LS373 (Low-power Schottky):

• 工藝： 雙極性TTL（晶體管-晶體管邏輯），采用肖特基二極管技術(shù)以提高速度并降低功耗。

• 特點： 速度相對較快，功耗比傳統(tǒng)的TTL低，但比CMOS高。輸入和輸出電平與TTL標準兼容。

• 應用： 早期和中期的數(shù)字系統(tǒng)中常用。

• 功耗： 靜態(tài)功耗相對較高，但動態(tài)功耗隨頻率上升相對較慢。

• 74F373 (Fast):

• 工藝： 雙極性TTL，是LS系列的改進版，通過更先進的工藝提供更高的速度。

• 特點： 速度非常快，是TTL系列中速度最快的之一，但功耗也相對較高。

• 應用： 對速度要求極高的應用，但在現(xiàn)代設計中逐漸被CMOS替代。

• 74HC373 (High-speed CMOS):

• 低功耗： 靜態(tài)功耗極低（僅為漏電流），動態(tài)功耗與工作頻率成正比。在低速應用中功耗遠低于TTL。

• 高速： 速度接近LS系列，但通常略慢于F系列，不過已足夠滿足大多數(shù)應用。

• 寬電源電壓： 通常支持2V到6V的寬電源電壓范圍。

• 高輸入阻抗： CMOS輸入特性，輸入電流非常小，幾乎不消耗前級驅(qū)動能力。

• CMOS兼容電平： 輸入和輸出電平與CMOS標準兼容。

• 工藝： CMOS（互補金屬氧化物半導體）。

• 特點：

• 應用： 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中的主流選擇，尤其適用于電池供電和低功耗應用。

• 74HCT373 (High-speed CMOS, TTL-compatible):

• 工藝： CMOS。

• 特點： 性能與74HC373相似，但其輸入電平與TTL標準兼容。這意味著它可以直接連接到TTL器件的輸出，而無需額外的電平轉(zhuǎn)換電路。

• 應用： 作為TTL和CMOS器件之間的接口，在混合邏輯系統(tǒng)中非常有用。

• 74LVC373 (Low Voltage CMOS):

• 超低電壓： 通常支持1.65V到3.6V的更低電源電壓，以適應現(xiàn)代CPU和FPGA的工作電壓。

• 超高速度： 速度遠超HC系列，可以達到ns級別的傳播延遲。

• 低功耗： 結(jié)合了低電壓和CMOS的優(yōu)勢，功耗進一步降低。

• 工藝： 高級CMOS技術(shù)。

• 特點：

• 應用： 高速、低電壓的現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)中心、通信設備和高性能計算中。

總結(jié)差異：

• 功耗： CMOS系列（HC, HCT, LVC）通常比TTL系列（LS, F）功耗更低，尤其是在靜態(tài)模式下。

• 速度： LVC系列最快，其次是F，然后是HC/HCT，LS相對較慢。

• 電源電壓： HC/HCT支持較寬的電源電壓（如2-6V），LVC支持更低的電源電壓（如1.65-3.6V）。LS/F通常是5V供電。

• 輸入/輸出電平： HC是CMOS電平兼容，HCT是TTL電平兼容輸入，LVC則是更低的電壓電平兼容。

在選擇具體的373芯片時，需要根據(jù)系統(tǒng)的電源電壓、速度要求、功耗預算以及與其他器件的接口兼容性來決定。在現(xiàn)代設計中，74HC373和74LVC373是最常用的選擇。

HC373在實際電路設計中的注意事項

在將HC373集成到電路中時，需要考慮以下幾點以確保其穩(wěn)定可靠地工作：

1. 電源與接地

• 電源完整性： 如前所述，VCC和GND引腳的連接至關(guān)重要。務必在VCC引腳附近放置一個0.1μF的去耦電容，并使其盡可能靠近芯片的VCC和GND引腳，以減小瞬態(tài)電流引起的電壓波動。在電源層和地層設計時，應確保它們具有足夠的寬度和厚度，以提供低阻抗的電流路徑。

• 星形接地/地平面： 在復雜的PCB設計中，建議使用地平面來確保所有器件的GND都連接到同一個低阻抗的參考點，減少地彈和噪聲。

2. 未使用引腳處理

• 浮空輸入： 對于HC系列CMOS器件，任何未使用的輸入引腳都不能懸空（浮空）。浮空的CMOS輸入會因為靜電或其他干擾而產(chǎn)生不確定的電壓，可能導致芯片內(nèi)部的CMOS管串聯(lián)導通，引起靜態(tài)電流增大（功耗增加），甚至可能導致芯片誤動作。

• 處理方式： 未使用的D輸入引腳應通過一個適當?shù)碾娮瑁ㄍǔＪ?kΩ到10kΩ）連接到VCC或GND，或者直接連接到VCC或GND。未使用的LE和OE引腳也應該通過上拉或下拉電阻連接到VCC或GND，或者根據(jù)需求連接到固定的邏輯高或低電平。未使用的Q輸出引腳通?？梢詰铱?，但如果它們連接到長線，也建議進行端接以減少反射。

3. 輸入/輸出驅(qū)動與負載

• 輸入驅(qū)動能力： 確保驅(qū)動HC373 D、LE、OE引腳的器件具有足夠的輸出驅(qū)動能力，能夠提供HC373所需的輸入電流（盡管CMOS輸入電流很?。?。

• 輸出負載： HC373的Q輸出引腳有其額定的輸出電流能力（在數(shù)據(jù)手冊中通常表示為$I_{OH}$和$I_{OL}$）。確保連接到Q輸出的負載的總電流不超過這個額定值。過大的負載可能導致輸出電壓達不到額定邏輯電平，甚至損壞芯片。連接LED時必須串聯(lián)限流電阻。

4. 時序考量

• 建立時間 (tsetup): 在LE引腳的有效邊沿（下降沿）到來之前，D輸入數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定的最短時間。

• 保持時間 (thold): 在LE引腳的有效邊沿（下降沿）到來之后，D輸入數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定的最短時間。

• 傳播延遲 (tPLH,tPHL): 從輸入信號（如LE或OE）變化到輸出信號（Q）變化之間的時間延遲。

• 輸出使能/禁用時間 (tPZH,tPZL,tPHZ,tPLZ): 從OE變化到Q輸出進入或退出高阻態(tài)的時間。 這些時序參數(shù)在數(shù)據(jù)手冊中都有詳細說明，在高速數(shù)字電路設計中必須嚴格遵守，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和穩(wěn)定性。

5. 靜電放電 (ESD) 防護

CMOS器件對靜電非常敏感。在操作HC373時，應采取適當?shù)腅SD防護措施，例如佩戴防靜電腕帶、使用防靜電工作臺和工具，并避免在干燥的環(huán)境中直接觸摸芯片引腳。

6. 溫度影響

芯片的電氣特性會受到溫度的影響。在極端溫度條件下，時序參數(shù)和驅(qū)動能力可能會有所變化。在設計需要寬溫度范圍工作的系統(tǒng)時，應查閱數(shù)據(jù)手冊中的相關(guān)曲線和參數(shù)。

7. PCB布局

• 信號完整性： 盡可能縮短高頻信號線和時鐘線的長度，減少走線上的拐角和過孔，以減少信號反射和串擾。

• 電源/地層： 對于多層板，使用專用的電源層和地層可以顯著改善電源完整性和信號完整性。

• 去耦電容放置： 去耦電容應緊鄰芯片的電源引腳放置。

• 避免交叉： 避免高速信號線與敏感模擬信號線交叉，或與其他容易產(chǎn)生噪聲的走線并行過長。

總結(jié)

74HC373作為一款經(jīng)典的八路三態(tài)D型鎖存器，在數(shù)字邏輯電路中扮演著重要角色。其核心功能在于數(shù)據(jù)鎖存和總線驅(qū)動/隔離。通過D輸入引腳接收并行數(shù)據(jù)，利用LE（鎖存使能）引腳實現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸和鎖存，并通過OE（輸出使能）引腳控制Q輸出進入或退出三態(tài)。VCC和GND引腳則提供了穩(wěn)定的電源和地參考。

理解并正確應用這些引腳功能，是利用HC373設計可靠、高效數(shù)字系統(tǒng)的關(guān)鍵。無論是微處理器系統(tǒng)中的地址去復用，還是通用并行數(shù)據(jù)處理和總線管理，HC373都以其簡潔而強大的功能，為工程師提供了靈活的解決方案。在實際設計中，除了理解引腳功能，還需嚴格遵循電源、接地、時序和負載等方面的設計規(guī)范，才能充分發(fā)揮HC373的性能優(yōu)勢，確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。隨著技術(shù)的發(fā)展，更高速、低電壓的LVC系列373也變得越來越普遍，但HC373依然以其良好的兼容性和性價比，在許多應用中占據(jù)一席之地。