Sie befinden sich hier: Startseite » Anleitungen » SN74LS259B adressierbares Latch: acht Ausgänge, fünf Leitungen
Sie möchten acht LEDs, Relais oder Freigabeleitungen schalten, aber Ihr Mikrocontroller hat nur noch eine Handvoll Pins frei. Der SN74LS259B speichert acht einzelne Bits und lässt Sie mit fünf Steuerleitungen jeweils eines davon ändern, während die anderen sieben genau so bleiben, wie sie waren. Dieser Leitfaden erklärt das Prinzip, geht einen vollständigen Schreibvorgang durch und baut eine Testschaltung mit Schaltern und LEDs.
Ein Latch ist eine Speicherzelle für ein Bit. Solange sein Freigabesignal aktiv ist, folgt der Ausgang einfach dem Dateneingang. Wird die Freigabe zurückgenommen, friert der Ausgang beim letzten Wert ein und hält ihn bis zum nächsten Schreiben. Der SN74LS259B enthält acht solcher Latches, Q0 bis Q7, die sich einen gemeinsamen Dateneingang D teilen.
Wie wählt man nun aus, welches Latch beschrieben wird? Über eine Adresse. Die drei Auswahleingänge S0, S1 und S2 bilden eine 3-Bit-Binärzahl von 0 bis 7, und nur das Latch mit dieser Nummer hört auf D. Das ist dasselbe Prinzip der Adressdekodierung, das der Leitfaden zur Adressdekodierung mit dem 74HC138 und der Leitfaden zum MC14515B-Decoder beschreiben; hier sitzt hinter jedem Decoderausgang eine Speicherzelle.
Die Kombination aus CLR und G ergibt vier Betriebsarten, entnommen aus der Funktionstabelle im TI-Datenblatt:
Angenommen, wir wollen Ausgang Q5 auf 1 setzen, ohne Q0–Q4, Q6 oder Q7 zu stören. Wir beginnen mit CLR HIGH und G HIGH (Speichermodus):
Das Datenblatt nennt die Zeitgrenzen für den SN74LS259B: G muss mindestens 17 ns LOW sein, die Adresse mindestens 17 ns und D mindestens 20 ns vor dem Anstieg von G stabil anliegen, und die Haltezeit nach dem Anstieg von G beträgt 0 ns. TI empfiehlt außerdem, G auf HIGH zu halten, solange sich die Adressleitungen ändern; sonst können Latches, die auf dem Weg zur neuen Adresse kurz angesprochen werden, die Daten übernehmen. Mit Handschaltern oder einem Mikrocontroller sind diese Grenzen leicht einzuhalten; wichtig werden sie, wenn schnelle Logik den Baustein ansteuert.
Warum hängen die LEDs an +5 V? Ein LS-TTL-Ausgang kann im LOW-Zustand 8 mA aufnehmen, ist im HIGH-Zustand aber nur für 0,4 mA Abgabe spezifiziert. So verdrahtet bekommt eine rote LED etwa 2,5–3 mA, deutlich innerhalb der Grenze, aber die Logik ist umgekehrt: Eine LED leuchtet, wenn ihr Bit 0 ist.
Prellen des SCHREIBEN-Tasters schadet hier nicht: Jeder Preller schreibt einfach denselben D-Wert noch einmal in dasselbe Latch. Ändern Sie die Schalter aber nicht, solange SCHREIBEN gedrückt ist, denn dann arbeitet der Baustein als offener Demultiplexer.
Fünf 5-V-GPIO-Pins an S0, S1, S2, D und G anschließen und CLR auf HIGH halten (oder einen sechsten Pin dafür verwenden). Ein Schreibvorgang lautet dann: G HIGH, die drei Adressbits schreiben, D schreiben, G LOW, G HIGH. Ein 3,3-V-Controller kann die Eingänge meist direkt ansteuern, weil ein LS-TTL-Eingang alles über 2 V als HIGH und unter 0,8 V als LOW erkennt; prüfen Sie aber, ob seine Pins die 0,4 mA aufnehmen können, die jeder LOW-Eingang liefert. Führen Sie die 5-V-Ausgänge des Bausteins nicht auf einen 3,3-V-Pin zurück. Wenn Sie acht Schalter einlesen statt acht Lasten ansteuern möchten, behandelt der Leitfaden zum Schieberegister MM74HC165 die umgekehrte Richtung; um alle acht Bits auf einmal zu schreiben, siehe den Leitfaden zum MC74HC173-Register.
Vorrätig ist der Texas Instruments SN74LS259BN: ein adressierbares 8-Bit-Latch in Low-Power-Schottky-TTL im 16-poligen Kunststoff-DIP (TI-Gehäuse N), das direkt ins Steckbrett passt. Pinbelegung, Funktionstabelle, Timing und elektrische Grenzwerte in diesem Leitfaden stammen aus dem TI-Datenblatt SDLS086, dessen Gehäuseanhang den SN74LS259BN als PDIP (N) mit 16 Pins führt.
Zur Produktseite des SN74LS259BN · SN74LS259B-Datenblatt (Texas Instruments)
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