MC14515BCP-guide: vælg én af 16 linjer og hold fast i den

Først: hvad en dekoder egentlig gør

En dekoder tager et binært tal og aktiverer én udgang pr. mulig værdi. Fire indgangsbit har 2⁴ = 16 mulige værdier, så en 4-til-16-dekoder har seksten udgange og aktiverer præcis én af dem ad gangen - aldrig to, aldrig ingen. Det er hele ideen, og det er samme ide som 3-til-8-dekoderen i vores 74HC138-guide om adressedekodning, blot én adressebit bredere. De fire indgange hedder D1, D2, D3 og D4 på kapslen; inde i chippen er de sandhedstabellens A, B, C og D, hvor D1 = A er den mindst betydende bit og D4 = D den mest betydende.

Hvorfor den valgte udgang bliver lav og ikke høj

MC14514B og MC14515B er samme silicium med to udgangsvarianter. På MC14514B går den valgte udgang til logisk 1, mens de andre femten ligger på 0. På MC14515B - delen i denne guide - er det omvendt: den valgte udgang trækkes til logisk 0, og de andre femten ligger på 1. Aktivt lavt valg er den normale konvention for chip-select- og enable-ben, og derfor er denne variant typisk den mest brugbare af de to. Læs suffikset omhyggeligt: en 14514 sat i en 14515-sokkel tænder de femten kanaler, du ikke ønskede.

Alle seksten kombinationer

Hvad Strobe-latchen tilføjer

Foran dekoderen sidder en 4-bit transparent latch, styret af Strobe-benet. Så længe Strobe er høj, er latchen transparent: udgangene følger D1-D4 omgående, og chippen opfører sig som en almindelig 4-til-16-dekoder. Når Strobe falder fra 1 til 0, fanger latchen de data, der lå lige før overgangen, og holder dem. D1-D4 kan derefter ændre sig frit eller forsvinde helt, og den valgte udgang bliver præcis, hvor den var. Databladet beskriver latchene som R-S-flip-flops, og den praktiske forskel fra et klokket register som det i vores MC74HC173N-registerguide er, at der ikke er nogen flanke at vente på, mens Strobe er høj - data løber lige igennem. Holder du Strobe permanent høj, bruger du simpelthen aldrig latchen.

En komplet vælg-og-hold-transaktion ved 5 V

Her er en hel transaktion med 5 V forsyning, hvor tallet 10 (binært 1010) vælger udgang S10. Start med Inhibit lav og Strobe lav, så et tidligere valg holdes fast. Sæt først databenene: D4 = 1, D3 = 0, D2 = 1, D1 = 0. Der sker stadig ingenting, fordi latchen er lukket. Hæv nu Strobe. Latchen åbner, dekoderen ser 1010, og efter en forsinkelse på typisk 550 ns - garanteret højst 1100 ns ved 5 V med 50 pF belastning - falder ben 20 (S10) til 0, mens de øvrige femten udgange stiger til 1. Hold Strobe høj i mindst 350 ns; det er den mindste strobe-pulsbredde. Data skal have været stabile i mindst 250 ns, før Strobe falder igen - det er setup-tiden. Sænk så Strobe til 0. Nu er 1010 latchet: du kan lade databenene gå videre til hvad resten af kredsen nu laver, og S10 bliver lav, indtil du næste gang hæver Strobe. De tre tal - 550 ns typisk forsinkelse, 350 ns strobe-bredde, 250 ns setup - er 5 V-værdierne; ved 10 V falder setup-tiden til 100 ns og den typiske forsinkelse til 225 ns, og ved 15 V til 75 ns og 150 ns. Denne familie bliver væsentligt hurtigere på en højere forsyning.

Inhibit: sluk for alle seksten udgange

Inhibit (ben 23) er hovedafbryderen, og den forstyrrer ikke latchen. Sæt den høj, og alle seksten udgange på MC14515B går til logisk 1 - hvilket på en aktivt lav del betyder, at intet er valgt. Sæt den lav igen, og den udgang, latchen stadig holder, kommer direkte tilbage; inhibit-forsinkelsen er typisk 400 ns og højst 800 ns ved 5 V. Det er det, du bruger til at blanke et multiplekset display mellem cifre, eller til at parkere hele dekoderen, mens noget andet styrer de samme linjer. Bemærk at Inhibit høj giver modsat hvileniveau på de to varianter: alle udgange går til 1 på MC14515B og til 0 på MC14514B.

Den præcise PDIP-24-pinout

MC14515BCP leveres i en 24-bens plastik-DIP - PDIP-24, P-suffiks, case 709-02 i Motorolas og onsemis dokumentation. Set oppefra med mærket opad er ben 1 øverst til venstre, og nummereringen løber ned ad venstre side og op ad højre. Én ting snyder dig, hvis du forbinder efter hukommelsen: udgangene ligger ikke i benrækkefølge. S0 sidder på ben 11, S1 på ben 9 og S2 på ben 10; S8 på ben 18 og S9 på ben 17; S12 på ben 14 og S13 på ben 13; S14 på ben 16 og S15 på ben 15. Forsyningen er VDD på ben 24 og VSS på ben 12, og dataindgangene er delt mellem begge sider - D1 og D2 på ben 2 og 3, D3 og D4 på ben 21 og 22. Tjek hver udgang mod diagrammet nedenfor i stedet for at tælle ben.

Hastighed og strøm: hvad chippen er og ikke er til

Forsyningsområdet er 3,0 V til 18 V, som er den behagelige side af 4000B-CMOS og samme område som portene i vores MC14002B-guide om firedobbelt NOR og flip-floppene i vores MC14027B-guide om J-K-flip-flop. Den ubehagelige side er strøm og hastighed. Databladet angiver udgangene til to low-power TTL-laster eller én low-power Schottky-TTL-last over hele det angivne temperaturområde; ved 5 V er den garanterede sinkstrøm kun 0,51 mA ved 0,4 V udgangsspænding, og den garanterede kildestrøm kun 0,2 mA ved 4,6 V. Det er ikke nok til at drive en LED direkte og heller ikke meget af en bus - sæt en buffer som den i vores 74HCT541-bufferguide imellem, hvis du har brug for strøm. Hastigheden er den største begrænsning: en typisk forsinkelse på 550 ns ved 5 V er alt for langsom til at dekode adresser inde i en 1 MHz 6502-cyklus, så den erstatter ikke 74HC138 i den rolle. Hvor den til gengæld er fremragende, er alt langsomt og bredt - valg af én af seksten kanaler, scanning af en tastaturmatrix, trinvis styring af en drejevælger eller fastholdelse af et cifferudvalg til en displaydriver som den i vores MC74HC4511N-guide om 7-segment - især når du vil have valget til at blive stående, uden at en mikrocontroller skal holde fire ben stabile i en uendelighed.

Den præcise del, der beskrives her, Motorola MC14515BCP i PDIP-24, er på lager hos iMania: MC14515BCP - 4-bit latch og 4-til-16 dekoder (aktivt lav).

Kilder: funktion, benforbindelser, sandhedstabel, strømforhold og timing fra onsemis datablad for MC14514B/MC14515B, Rev 10 (oktober 2025); kapslen PDIP-24 / P-suffiks / case 709-02 for CP-delen er dokumenteret i Rev 6 (juni 2006) af samme datablad, arkiveret her. Alle diagrammer er tegnet til denne guide. onsemi Rev 10 PDF · Rev 6 PDF.