74LS 家族手册

74LS 家族作为最出名的 TTL 门电路组件，有着超乎寻常的广泛用途。

计数器

型号	主要功能用途
74LS90	十进制计数，适合时钟秒/分计数，可级联实现 0-99 计数
74LS161	4 位二进制计数，地址生成，分频器，状态机计数核心
74LS193	可逆计数，位置控制，加减计数应用，数字电位器控制

触发器

型号	主要功能用途
74LS74	数据寄存，状态锁存，按键消抖，同步信号处理
74LS73	状态存储，频率分频，JK 触发功能，简单状态机

锁存器

型号	主要功能用途
74LS373	8 位总线锁存，显示数据保持，IO 端口扩展，驱动能力增强

那锁存器到底是干嘛用的呢？

锁存器的核心功能

如其名，锁存器的重点在于锁，用处则是暂存数据

• 透明传输：当使能端有效的时候，输入是什么，输出就是什么
  • 就像一扇透明的门，数据可以直接通过
• 锁存保持：当使能端无效的时候，输出保持之前的值不变
  • 就像门被锁上了，里面的数据出不来，外面的数据也进不去
  • 这样即使输入端的数据变化了，输出端也不会变

为什么要有这个功能呢？

实际应用场景

我们可以考虑一个很经典的场景：数码管显示数据保持

在数码管设计里，计数器的值一直在变化，但是我们希望显示的数字不要一直闪烁变化：这时候就用 373 把要显示的数字”锁”住。这样即使计数器在计数，显示的数字也不会乱跳

译码器/选择器

型号	主要功能用途
74LS138	地址译码，芯片选择，8 路分配器，减少 IO 口需求
74LS151	数据选择，多路开关，信号路由，8 选 1 数据通道

138 和 151 看起来非常像，但还是会有一些区别，让我们继续看看。

译码器 vs 选择器区别

特性	74LS138 译码器	74LS151 选择器
功能	多到少转换	少到多选择
输入	3 位二进制地址	3 位选择地址 + 8 路数据
输出	8 路互斥（仅 1 路有效）	1 路数据输出
方向	通过地址实现单线激活	多数据，但是单线选择
典型应用	芯片选择、地址译码	数据路由、信号切换

形象一点的理解这两个

• 74LS138 ：3 位输入，然后在输出 8 位中选择 1 位进行输出
  • 为什么有三位输入？因为 ，所以是三位输入
• 74LS151 ：8 个输入 3 位选择，但在 8 个输入之中只有 1 个可以输出
  • 这就是为什么叫选择器的原因
  • 为什么有 3 位选择，因为 ，如果要满足 8 选一的话就会需要有 3 位用于选择

让我们用一个实际的例子来看看这两个芯片是怎么配合工作的。比如说辉光灯时钟。

辉光灯时钟的控制逻辑

拆解一下，控制的辉光灯时钟需要如何控制：

• 首先我们有了一排辉光灯，我们需要选中是哪儿个被更改

• 然后我们要将 IO 信号转换为

• 138 负责：选择哪支灯管亮（位选）

• 151 负责：控制灯管显示什么数字（段选）

为什么这样设计呢？因为

• 138 是译码器，它的 8 个输出是互斥的，同一时间只有 1 个有效
  • 这正好对应辉光灯的 8 支灯管，同一时间只点亮 1 支
  • 这样就不会有电流冲突，也不会有多支灯管同时误亮
• 151 是选择器，它从 8 个数字里选择 1 个输出
  • 这正好对应 0-9 这 10 个数字（虽然 151 是 8 选 1，但原理一样）
  • 所有灯管的阴极都接到 151 的输出，显示同样的数字信号

这样分开控制的好处是

• 138 负责空间上的选择（哪一支）
• 151 负责内容上的选择（显示什么）
• 两者配合就能实现 8 个灯管显示不同的数字

说实话我觉得段选位选这俩名字真的蛮差的。