Du er her: Forside » Guider » SN74AHCT08PWR: en AND-gate der løfter 3,3 V op til 5 V-logik
En udgang på en 3,3 V-mikrocontroller ser ud som et højt niveau, når man måler med et multimeter. For en 5 V CMOS-indgang kan den se ud som ingenting. Her er forklaringen – og hvordan én firedobbelt AND-gate løser det.
En almindelig CMOS-indgang afgør høj eller lav ved at sammenligne indgangen med en brøkdel af sin egen forsyning. For 74HC-logik garanterer databladet først et højt niveau fra 3,15 V, når kredsen kører på 4,5 V – cirka 0,7 × VCC. Kører den samme kreds på 5 V, skal der omkring 3,5 V til, før niveauet er garanteret.
Det kan en 3,3 V-udgang ikke nå. Det virker ofte på bordet ved stuetemperatur og svigter så en kold morgen, med et andet parti eller når forsyningen driver opad. ”Det virkede én gang” er ikke det samme som ”databladet garanterer det”.
Gammel TTL-logik brugte i stedet faste tærskler: alt fra 2 V og op er højt, alt fra 0,8 V og ned er lavt, uanset forsyning. 3,3 V klarer en 2 V-tærskel med 1,3 V til overs.
SN74AHCT08 er CMOS indvendigt – hurtig og næsten uden statisk strømforbrug – men indgangene har bevidst fået TTL-tærskler: VIH mindst 2 V, VIL højst 0,8 V i hele forsyningsområdet 4,5–5,5 V. Udgangene er helt almindelige CMOS-udgange, der svinger helt op til 5 V-skinnen.
Den kombination er netop niveauskiftet. Send 3,3 V-logik ind, tag 5 V-logik ud. TI skriver det direkte i databladet: TTL-indgangene accepterer spændinger helt ned til 3,3 V og oversætter op til 5 V.
Det virker kun én vej. Udgangene svinger helt op til VCC, så de må ikke pege på en 3,3 V-indgang, der ikke tåler 5 V. Den modsatte vej, 5 V → 3,3 V, kræver en anden løsning, for eksempel den open-drain SN74LVC07A med pull-up til den lave skinne.
Selve indgangene tåler 5,5 V ved enhver gyldig forsyning, så en 5 V-kilde ind i en AHCT-indgang er uproblematisk.
Brug gate 1. VCC er ben 14, GND er ben 7, og 3,3 V-printet og 5 V-printet skal dele den stel. Sæt en 100 nF kondensator mellem ben 14 og ben 7, tæt på kredsen.
Kredsen har fire ens gates, så én kapsel oversætter fire signaler – for eksempel clock, chip-select og data fra en 3,3 V SPI-master ind i en 5 V-enhed.
I stedet for at binde 1B permanent højt kan du styre den fra en kontrolledning. Så bliver gaten en kontakt: mens 1B er høj, slipper signalet igennem, og mens 1B er lav, holdes udgangen lav. Det er den rene måde at starte og stoppe en clock på uden at lave en stump impuls på en chip-select-linje.
Skal enable-signalet komme fra en adresse eller et enhedsnummer, giver en dekoder præcis én aktiv linje ad gangen – se guiden om 74HC138-adressedekodning. Bemærk at en ’138-udgang er aktiv lav og derfor skal inverteres, før den kan åbne en AND-gate.
Specificeret ved VCC = 4,5 V (jævnspændingsniveauer) og 5 V ± 0,5 V (switching), 25 °C medmindre andet er angivet.
Hvilestrømmen er ikke nul, når du holder et TTL-niveau. Hver indgang, der står på omkring 3,4 V i stedet for på en skinne, koster op til 1,5 mA. Fire gates med begge indgange på 3,3 V kan derfor trække flere milliamper, selv når intet skifter. Det er normalt for en HCT-type, ikke en fejl.
Lad aldrig en indgang hænge frit. Ubrugte indgange skal bindes til VCC eller GND. En fritsvingende CMOS-indgang driver rundt om tærsklen og får gaten til at svinge og blive varm.
Hold øje med udgangsstrømmen. Den anbefalede arbejdsstrøm er 8 mA pr. udgang; 25 mA pr. udgang og 50 mA gennem VCC eller GND er absolutte grænseværdier, ikke designmål. Brug ikke gaten som lysstyrkedriver til en LED.
Et langsomt eller støjende signal skal renses først. En AND-gate har ingen hysterese. Er den indkommende flanke langsommere end 20 ns pr. volt, så ryd op i den med en Schmitt-trigger-indgang som 74AC14 hex Schmitt-trigger-inverter, før den når niveauskifteren.
iMania har Texas Instruments SN74AHCT08PWR på lager. I TI’s typenummerering er PW den 14-benede TSSOP-kapsel (5,00 mm × 4,40 mm krop) og R er bånd-og-rulle med 2000 stk. Det er en overflademonteret kreds med 0,65 mm benafstand, så til arbejde på fumlebræt vil du gerne have et TSSOP-14-til-DIP adapterprint.
Vil du have samme funktion i gennemhullet montage og ikke har brug for niveauskift, er MC74HC08AN i PDIP-14 den rene HC-udgave – men husk, at dens indgange følger 0,7 × VCC-reglen ovenfor og ikke pålideligt accepterer 3,3 V-signaler ved 5 V forsyning.
Samme TTL-tærskeltrick skaleret op til otte bit er netop det, SN74HCT541 oktal busbuffer gør, og når flere kilder skal skiftes om den samme ledning, skal du bruge 3-state-udgange i stedet – se guiden om SN74LS126A 3-state-buffer.
Se produktsiden for SN74AHCT08PWR og lagerstatus.
Originale datablade: Texas Instruments SN54AHCT08, SN74AHCT08 (SCLS237P, oktober 2023). PDF. Tærskelværdier for ren HC-logik fra SN74HC08 (SCLS081J). PDF.
Vi bruger cookies for at give dig den bedst mulige oplevelse på iMania.dk. De givers os også mulighed for at analysere hvordan brugere anvender siden, så vi kan forbedre den for dig. Persondatapolitik