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Eine 4-Bit-Zahl kann sechzehn verschiedene Dinge benennen. Der MC14515BCP setzt diese Zahl in sechzehn einzelne Leitungen um, zieht genau eine davon auf Low und - das macht ihn zu mehr als einem einfachen Dekoder - merkt sich die Zahl, nachdem die Quelle weitergezogen ist.
Ein Dekoder nimmt eine Binärzahl und aktiviert einen Ausgang pro möglichem Wert. Vier Eingangsbits haben 24 = 16 mögliche Werte, ein 4-auf-16-Dekoder hat also sechzehn Ausgänge und aktiviert stets genau einen davon - nie zwei, nie keinen. Das ist die ganze Idee, und es ist dieselbe Idee wie beim 3-auf-8-Dekoder in unserem 74HC138-Leitfaden zur Adressdekodierung, nur ein Adressbit breiter. Die vier Eingänge heißen auf dem Gehäuse D1, D2, D3 und D4; im Chip sind sie das A, B, C und D der Wahrheitstabelle, mit D1 = A als niederwertigstem und D4 = D als höchstwertigem Bit.
MC14514B und MC14515B sind dasselbe Silizium mit zwei Ausgangsvarianten. Beim MC14514B geht der gewählte Ausgang auf logisch 1, die anderen fünfzehn liegen auf 0. Beim MC14515B - dem Baustein dieses Leitfadens - ist es umgekehrt: der gewählte Ausgang wird auf logisch 0 gezogen, die anderen fünfzehn liegen auf 1. Aktiv-low-Auswahl ist die übliche Konvention für Chip-Select- und Enable-Pins, weshalb diese Variante meist die nützlichere der beiden ist. Lies das Suffix genau: ein 14514 in einem 14515-Sockel aktiviert die fünfzehn Kanäle, die du nicht wolltest.
Vor dem Dekoder sitzt ein transparenter 4-Bit-Latch, gesteuert über den Strobe-Pin. Solange Strobe high ist, ist der Latch transparent: die Ausgänge folgen D1-D4 unmittelbar, und der Chip verhält sich wie ein einfacher 4-auf-16-Dekoder. Fällt Strobe von 1 auf 0, übernimmt der Latch die Daten, die unmittelbar vor dem Übergang anlagen, und hält sie. D1-D4 dürfen sich danach frei ändern oder ganz verschwinden - der gewählte Ausgang bleibt genau dort, wo er war. Das Datenblatt beschreibt diese Latches als R-S-Flip-Flops, und der praktische Unterschied zu einem getakteten Register wie dem in unserem MC74HC173N-Registerleitfaden ist, dass es bei hohem Strobe keine Flanke abzuwarten gibt - die Daten laufen direkt durch. Hältst du Strobe dauerhaft high, nutzt du den Latch einfach nie.
Hier ist eine vollständige Transaktion bei 5 V Versorgung, in der die Zahl 10 (binär 1010) den Ausgang S10 auswählt. Beginne mit Inhibit low und Strobe low, es wird also eine alte Auswahl gehalten. Lege zuerst die Datenpins an: D4 = 1, D3 = 0, D2 = 1, D1 = 0. Noch passiert nichts, denn der Latch ist geschlossen. Ziehe nun Strobe auf high. Der Latch öffnet, der Dekoder sieht 1010, und nach einer Verzögerung von typisch 550 ns - garantiert höchstens 1100 ns bei 5 V mit 50 pF Last - fällt Pin 20 (S10) auf 0, während die anderen fünfzehn Ausgänge auf 1 gehen. Halte Strobe mindestens 350 ns high; das ist die minimale Strobe-Pulsbreite. Die Daten müssen mindestens 250 ns stabil gewesen sein, bevor Strobe wieder fällt - das ist die Setup-Zeit. Ziehe Strobe dann auf 0. Jetzt ist 1010 gelatcht: die Datenpins dürfen tun, was der Rest der Schaltung gerade braucht, und S10 bleibt low, bis du Strobe das nächste Mal anhebst. Diese drei Werte - 550 ns typische Verzögerung, 350 ns Strobe-Breite, 250 ns Setup - sind die 5-V-Zahlen; bei 10 V sinkt die Setup-Zeit auf 100 ns und die typische Verzögerung auf 225 ns, bei 15 V auf 75 ns und 150 ns. Diese Familie wird auf höherer Versorgung deutlich schneller.
Inhibit (Pin 23) ist der Hauptschalter, und er stört den Latch nicht. Ziehe ihn auf high, und alle sechzehn Ausgänge des MC14515B gehen auf logisch 1 - was bei einem aktiv-low-Baustein bedeutet: nichts ist ausgewählt. Ziehe ihn wieder auf low, und der Ausgang, den der Latch weiterhin hält, kommt unmittelbar zurück; die Inhibit-Verzögerung beträgt bei 5 V typisch 400 ns und höchstens 800 ns. Damit blendet man eine gemultiplexte Anzeige zwischen den Stellen aus oder parkt den ganzen Dekoder, während etwas anderes dieselben Leitungen treibt. Beachte, dass Inhibit high bei den beiden Varianten den entgegengesetzten Ruhepegel erzeugt: alle Ausgänge gehen beim MC14515B auf 1 und beim MC14514B auf 0.
Der MC14515BCP kommt im 24-poligen Kunststoff-DIP - PDIP-24, P-Suffix, Case 709-02 in der Dokumentation von Motorola und onsemi. Von oben gesehen, mit der Kerbe nach oben, liegt Pin 1 oben links; die Zählung läuft die linke Seite hinab und die rechte wieder hinauf. Eines führt dich in die Irre, wenn du aus dem Gedächtnis verdrahtest: die Ausgänge liegen nicht in Pinreihenfolge. S0 liegt auf Pin 11, S1 auf Pin 9 und S2 auf Pin 10; S8 auf Pin 18 und S9 auf Pin 17; S12 auf Pin 14 und S13 auf Pin 13; S14 auf Pin 16 und S15 auf Pin 15. Die Versorgung ist VDD auf Pin 24 und VSS auf Pin 12, und die Dateneingänge sind auf beide Seiten verteilt - D1 und D2 auf Pin 2 und 3, D3 und D4 auf Pin 21 und 22. Prüfe jeden Ausgang gegen das Diagramm unten, statt Pins zu zählen.
Der Versorgungsbereich reicht von 3,0 V bis 18 V - die angenehme Seite der 4000B-CMOS-Serie und derselbe Bereich wie bei den Gattern in unserem MC14002B-Leitfaden zum Vierfach-NOR und den Flip-Flops in unserem MC14027B-Leitfaden zum J-K-Flip-Flop. Die unangenehme Seite sind Treiberstrom und Geschwindigkeit. Das Datenblatt gibt die Ausgänge für zwei Low-Power-TTL-Lasten oder eine Low-Power-Schottky-TTL-Last über den gesamten Temperaturbereich an; bei 5 V beträgt der garantierte Senkstrom nur 0,51 mA bei 0,4 V Ausgangsspannung und der garantierte Quellstrom nur 0,2 mA bei 4,6 V. Das reicht nicht, um eine LED direkt zu treiben, und auch nicht für viel Bus - setze einen Treiber wie den in unserem 74HCT541-Bustreiber-Leitfaden dazwischen, wenn du Strom brauchst. Die größere Einschränkung ist die Geschwindigkeit: eine typische Verzögerung von 550 ns bei 5 V ist viel zu langsam, um Adressen innerhalb eines 1-MHz-6502-Zyklus zu dekodieren; in dieser Rolle ersetzt er den 74HC138 nicht. Hervorragend ist er überall dort, wo es langsam und breit zugeht - eine von sechzehn Kanälen wählen, eine Tastaturmatrix abtasten, einen Drehschalter weiterschalten oder eine Stellenauswahl für einen Anzeigetreiber wie den in unserem MC74HC4511N-Leitfaden zur 7-Segment-Anzeige halten - besonders wenn die Auswahl stehen bleiben soll, ohne dass ein Mikrocontroller dafür dauerhaft vier Pins stabil halten muss.
Der hier beschriebene Baustein, Motorola MC14515BCP im PDIP-24, ist bei iMania auf Lager: MC14515BCP - 4-Bit-Latch und 4-auf-16-Dekoder (aktiv low).
Quellen: Funktion, Pinbelegung, Wahrheitstabelle, Treiberleistung und Timing aus dem onsemi-Datenblatt MC14514B/MC14515B, Rev 10 (Oktober 2025); das Gehäuse PDIP-24 / P-Suffix / Case 709-02 des CP-Bausteins ist in Rev 6 (Juni 2006) desselben Datenblatts dokumentiert, hier archiviert. Alle Diagramme wurden für diesen Leitfaden gezeichnet. onsemi Rev 10 PDF · Rev 6 PDF.
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