74LS279 觸發(fā)器芯片詳細(xì)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(gè)獨(dú)立的觸發(fā)器。每個(gè)觸發(fā)器由兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端組成，能夠根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的變化來(lái)實(shí)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(yīng)用于數(shù)字電路中，尤其是在需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息的應(yīng)用場(chǎng)合，如計(jì)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(yīng)用領(lǐng)域以及與其他相關(guān)集成電路的對(duì)比等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹，旨在幫助讀者更深入地理解該芯片的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

2. 74LS279 的基本參數(shù)

74LS279 是一種4位雙輸入觸發(fā)器，每個(gè)觸發(fā)器都包含了一個(gè)時(shí)鐘輸入、兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入（分別為D和C）以及一個(gè)輸出端。該芯片的主要特點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)TTL輸出（高電平時(shí)約為5V，低電平時(shí)約為0V）

• 時(shí)鐘控制：具有負(fù)邊沿觸發(fā)特性

• 功耗：LS系列具有低功耗的特點(diǎn)，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(yùn)算，頻率一般可達(dá)到10MHz

3. 74LS279 的工作原理

74LS279 是由四個(gè)雙輸入觸發(fā)器組成的集成電路，每個(gè)觸發(fā)器都有兩個(gè)輸入（數(shù)據(jù)輸入D和時(shí)鐘輸入C）以及一個(gè)輸出端。其工作原理基于邊沿觸發(fā)機(jī)制，在時(shí)鐘信號(hào)的下降沿時(shí)，根據(jù)輸入端的信號(hào)來(lái)決定輸出端的狀態(tài)。下面將詳細(xì)介紹其工作機(jī)制。

3.1 數(shù)據(jù)輸入和時(shí)鐘輸入

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

當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)的下降沿到來(lái)時(shí)，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(shuō)，D輸入的信號(hào)會(huì)在時(shí)鐘信號(hào)的下降沿時(shí)刻被鎖存并通過(guò)Q輸出。

3.2 異步清除和設(shè)置

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

3.3 觸發(fā)器的輸出

74LS279 具有四個(gè)獨(dú)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(yīng)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(gè)引腳，每個(gè)觸發(fā)器的引腳配置如下：

• 引腳1（CLR1）：第一個(gè)觸發(fā)器的異步清除輸入端

• 引腳2（D1）：第一個(gè)觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端

• 引腳3（C1）：第一個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端

• 引腳4（Q1）：第一個(gè)觸發(fā)器的輸出端

• 引腳5（Q'1）：第一個(gè)觸發(fā)器的反向輸出端

• 引腳6（CLR2）：第二個(gè)觸發(fā)器的異步清除輸入端

• 引腳7（D2）：第二個(gè)觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端

• 引腳8（C2）：第二個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端

• 引腳9（Q2）：第二個(gè)觸發(fā)器的輸出端

• 引腳10（Q'2）：第二個(gè)觸發(fā)器的反向輸出端

• 引腳11（CLR3）：第三個(gè)觸發(fā)器的異步清除輸入端

• 引腳12（D3）：第三個(gè)觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端

• 引腳13（C3）：第三個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端

• 引腳14（Q3）：第三個(gè)觸發(fā)器的輸出端

5. 特性與優(yōu)點(diǎn)

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(diǎn)。相對(duì)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(guò)程中的熱量產(chǎn)生。

5.2 邊沿觸發(fā)

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

5.3 高速運(yùn)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(yùn)算的需求。它能夠支持較高的工作頻率，通?？蛇_(dá)到10MHz。

5.4 易于擴(kuò)展

由于74LS279 本身具有4個(gè)獨(dú)立的觸發(fā)器，因此在進(jìn)行復(fù)雜的邏輯設(shè)計(jì)時(shí)，可以直接在單一芯片上實(shí)現(xiàn)多個(gè)觸發(fā)器的功能，減少了電路中元件的數(shù)量和復(fù)雜度。

5.5 兼容性強(qiáng)

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

6. 應(yīng)用領(lǐng)域

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

6.1 存儲(chǔ)器

74LS279 可以用作寄存器，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。由于其時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的特性，它能夠在時(shí)鐘信號(hào)的控制下準(zhǔn)確存儲(chǔ)輸入數(shù)據(jù)。

6.2 計(jì)數(shù)器

74LS279 作為觸發(fā)器的組成部分，可以用于構(gòu)建二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。通過(guò)合適的時(shí)鐘信號(hào)和觸發(fā)器的級(jí)聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的計(jì)數(shù)功能。

6.3 狀態(tài)機(jī)

在復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)中，74LS279 可以用作狀態(tài)機(jī)的核心部件。狀態(tài)機(jī)根據(jù)外部輸入的信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來(lái)轉(zhuǎn)換不同的狀態(tài)，74LS279 在其中起到存儲(chǔ)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(gè)地方傳輸?shù)搅硪粋€(gè)地方時(shí)，74LS279 的觸發(fā)器可以用于同步信號(hào)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(hào)傳遞的穩(wěn)定性。

7. 74LS279 與其他觸發(fā)器的對(duì)比

與其他類型的觸發(fā)器相比，74LS279 具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。與標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)的CMOS觸發(fā)器相比，盡管其功耗稍高，但在許多應(yīng)用中，它的穩(wěn)定性和速度仍然足夠滿足需求。