Keluarga logika apa yang terbaik untuk hal-hal hobi untuk tujuan umum?

13

Saya perlu membeli beberapa IC logika. Keluarga mana yang harus saya dapatkan? HC? HCT? Jenis apa yang terbaik untuk diletakkan di dalam kotak bagian, untuk kompatibilitas maksimum dengan proyek masa depan yang tidak dapat diprediksi? Rentang pasokan yang luas, tidak ada persyaratan frekuensi ekstrim, dll. Input Schmitt? Buka keluaran?

digital-logic glue ttl endolit
sumber
3
FET Bare, sayang! Buat pengkondisian input, pengalihan level, dan driver output Anda sendiri, belum lagi logika kustom! :) Aku nak, aku nak ...
tyblu
Tegangan apa yang Anda butuhkan?
Brian Carlton
1
@ Brian: Saya tidak tahu. Intinya adalah agar kompatibel dengan berbagai tegangan umum untuk kegunaan dalam proyek masa depan.
endolith

Jawaban:

12

HC adalah yang paling berguna. Ini memiliki kisaran tegangan suplai yang sangat luas, mudah digunakan untuk sebagian besar MCU, memiliki kekebalan noise yang baik, memiliki banyak kecepatan, dan tersedia secara luas. HC juga tersedia sebagai gerbang tunggal dalam paket kecil. Lupakan TTL dan LS TTL, tidak ada yang menggunakannya untuk desain baru hari ini.

Anda juga perlu belajar menggunakan CPLD, Menggunakannya sering kali jauh lebih masuk akal daripada mendesain dengan chip logika individual.

Leon Heller
sumber
Bukankah seri CD4000 memiliki rentang pasokan yang lebih luas? CPLD lebih masuk akal daripada 1 atau 2 IC logika?
endolith
CPLD rentang rendah memang mungkin lebih bermanfaat daripada 1-2 IC logika kompleks / langka, karena ketersediaan & harga sangat stabil.
BarsMonster
Bisakah Anda memberikan petunjuk tambahan tentang cara memulai dengan CPLD? Terima kasih.
Sabuncu
Beli saja salah satu dari sekian banyak kit yang tersedia, seperti yang ini: altera.com/products/boards_and_kits/dev-kits/altera/…
Leon Heller
3

Dengan voltase operasi yang luas dan ketersediaan umum, saya setuju bahwa HC adalah keluarga yang paling berguna untuk dijaga. Jika Anda bekerja dengan desain yang membutuhkan kecepatan sangat tinggi atau daya sangat rendah, Anda tidak benar-benar berada di ranah tujuan umum lagi.

Namun sangat umum untuk mengalami situasi catu daya campuran, seperti harus beralih dari 5V ke 3V atau sebaliknya. HC memiliki input CMOS dan dioda perlindungan input, jadi itu bukan keluarga yang sangat berguna untuk terjemahan level logika. Anda dapat membuat 5 hingga 3 bekerja dengan resistor input untuk membatasi arus dioda, tetapi itu tidak ideal. Untuk 3 hingga 5, Anda mungkin kurang beruntung.

Untuk 5V ke 3V (input 5V menggerakkan chip yang ditenagai oleh 3V), AHC dan LVC memiliki input toleran 5V dan bekerja dengan baik.

Untuk 3V hingga 5V, Anda memerlukan satu keluarga dengan input yang kompatibel dengan TTL, sehingga sinyal 3V yang lebih rendah akan memenuhi persyaratan tegangan input tinggi dari chip bertenaga 5V. Untuk itu, keluarga seperti HCT dan AHCT berguna.

Sayangnya, tidak ada keluarga umum yang dapat diaktifkan dari tegangan apa pun dan menerima input dari tegangan apa pun, meskipun ada banyak buffer pengalihan level khusus (beberapa arah) yang memiliki pin catu daya terpisah untuk tujuan ini.

Philip Odom
sumber
1
+1 untuk LVC, mereka sangat berharga untuk antarmuka logika 5V dan 3.3V.
Joe Baker
Tinggal jauh dari LVC pada papan tempat memotong roti. Itu terlalu cepat.
Zane Kaminski
2

HCT itu bagus. Semua kelebihan @Leon Heller disebutkan, tetapi juga input yang kompatibel dengan TTL. Jika Anda membutuhkan kecepatan, pertimbangkan ACT. Panduan Logika Ti memiliki banyak detail.

Brian Carlton
sumber
1
Pasti juga ada downside, atau HCT akan menjadi satu-satunya hal yang ada.
endolith
1
... Kemudian lagi ... Didukung pada 5 V, HCT akan menerima level logika yang disediakan oleh IC lain yang menggunakan 3,3 V, yaitu: Ini dapat digunakan untuk interfacing antara bagian-bagian sirkuit Anda yang berjalan pada tegangan suplai yang berbeda. Anda tidak dapat menggunakan output dari logika 3,3 V pada input gerbang HC yang berjalan di 5 V rails.
zebonaut
2
Saya bertanya-tanya mengapa tidak ada keluarga yang akan berperilaku seperti HCT ketika diberi pasokan 4,5-5,5 volt, tetapi yang akan ditentukan untuk operasi di luar rentang itu [misalnya dengan VDD / 2 ditentukan sebagai mewakili logika tinggi]? Perangkat seperti itu tampaknya berguna untuk antarmuka yang mudah antara dua level tegangan "berturut-turut" [3.3V ke 5V, atau 2V ke 3.3V, dll.)
supercat
1
Beberapa teknologi memiliki ambang tegangan input yang didefinisikan sebagai rasio dari tegangan suplai, yang lain memilikinya sejumlah tetes dioda di atas tanah (atau di bawah Vcc) sehingga ambang tidak selalu berfungsi jika tegangan suplai bervariasi. Beberapa teknologi tidak mendorong arus tinggi yang dibutuhkan oleh teknologi yang lebih tua, yang lain mendorong keras ke rel dan ini mengkonsumsi arus di beberapa input teknologi lainnya. Pikiran besar telah membuat yang terbaik dari situasi yang berantakan. Barang-barang modern sebagian besar tingkat gaya CMOS di berbagai tegangan. Beberapa desain membutuhkan drive yang tidak rata untuk bekerja.
KalleMP
1
Input yang kompatibel dengan TTL sebenarnya merupakan kerugian dalam kasus umum. Satu-satunya waktu yang membantu adalah ketika Anda menerima sinyal yang didorong dari TTL yang sebenarnya. Itu cukup langka akhir-akhir ini.
Olin Lathrop
2

Anda sebenarnya menginginkan AHC (T) dan bukannya HC (T). HC (T) tidak apa-apa, tetapi ada sedikit alasan untuk tidak memilih AHC (T).

Keluarga lain yang akan saya tolak termasuk AC dan tegangan rendah yang setara, LVC. Keluarga-keluarga ini memiliki waktu kenaikan sub-nanodetik, terlalu cepat untuk papan tempat memotong roti. Saya juga merekomendasikan menghindari keluarga TTL bipolar, termasuk 7400 TTL, STTL, LSTTL, AS, ALS, F, dll. Logika bipolar pada dasarnya sudah ketinggalan zaman. Dan tak perlu dikatakan untuk menghindari menggunakan bagian ECL 10k atau 100k, tetapi itu mungkin di luar kesadaran sebagian besar insinyur listrik pemula.

20 tahun yang lalu, TI memiliki poin pemasaran berikut untuk keluarga logika AHC mereka yang baru:

“Lulus ke tingkat kinerja baru dengan AHC ... • 3 kali lebih cepat dari HCMOS • Setengah dari konsumsi daya statis HCMOS • Kebisingan yang sama dengan HCMOS ... untuk harga pasar yang sama dengan HCMOS."

Klaim TI tentang AHC benar.

Hal yang paling penting bagi penggemar adalah tingkat tepi. Mereka ingin dapat menggunakan IC tanpa banyak atau tanpa mempedulikan efek saluran transmisi. Karena elemen parasit jahat mereka, papan tempat memotong roti memerlukan kecepatan transisi beberapa nanodetik setidaknya. AHC memiliki waktu naik turun yang sama dengan HC, sehingga kegunaan pada papan tempat memotong roti serupa.

Perangkat AHC berbagi jangkauan operasi HCMOS yang luas, tetapi juga toleran terhadap 5V ketika dijalankan dari tegangan suplai yang lebih rendah. Ini adalah fitur yang sangat berguna yang saya selalu merasa hilang dari HCMOS. Output drive AHC saat ini sedikit lebih besar dari HC, tetapi masih hanya 8 mA maks pada 5V. Ini berkontribusi pada ujung yang lambat dan integritas sinyal yang baik pada papan tempat memotong roti yang kami harapkan dari AHC dan HC.

Lihat panduan perancang AHC (T) penuh TI untuk lebih jelasnya: http://www.ti.com/lit/ug/scla013d/scla013d.pdf

Sekarang, saya akan memberikan klarifikasi lebih lanjut tentang varian "T": HCT, AHCT, ACT, dll. "T" adalah singkatan dari input yang kompatibel dengan TTL. Jika chip menerima sinyal dari perangkat TTL bipolar, termasuk. 7400, 74S, 74LS, 74ALS, 74F, maka Anda harus memilih perangkat “T”, seperti HCT, atau menggunakan perangkat non-“T” yang toleran terhadap 5V yang berjalan pada kecepatan 3,3V, dan rancang sistem Anda untuk mengakomodasi tingkat output 3.3V.

Zane Kaminski
sumber