Grundlagen der IC Ansteuerung
Pinbelegung
Die Pin-Nummerierung der ICs ist immer gleich und erfolgt gegen den Uhrzeigersinn. Pin 1 ist mit einer Nut oder einem kleinen Punkt gekennzeichnet. Im Falle einer Nut ist Pin 1 unten links wenn die Nut nach links zeigt.
Die Stromversorgungs ist bei den meisten ICs diagonal gegenüber. Plus bzw. VCC wird oben links angeschlossen und Minus bzw. GND unten rechts.
Nicht verwendete Eingänge eines ICs müssen mit GND verbunden werden. Ein Bypass Kondensator zwischen VCC und GND von rund 0.1 µF ist sinnvoll um Störungen (=Power Disturbances) zu reduzieren.
Die ICs von unterschiedlichen Herstellern haben den gleichen Namen (z.B. 74HC595) und die gleiche Pinbelegung. Die Pin-Bezeichnungen und internen Werte können unterschiedlich sein.
Häufige Pinbezeichnung
| Pin | Funktion |
|---|---|
| VCC | Versorgungsspannung +5V |
| GND | Minus - |
| OE | Output Enable |
| MR | Master Reset |
| SEL | Select |
| CE | Chip Enable |
| CLK | CloCK Puls |
| CP | Clock Puls |
| LE | Latch Enable |
| NC | Not Connected |
Ist ein Eingangspin mit einem Oberstrich gekennzeichnet (z.B. OE) ist der Eingang "aktive LOW". Wird also zum Anschalten mit GND bzw. '0' verbunden. Ohne Oberstrich ist der Eingang "aktive HIGH" und muss zum Ansteuern mit Plus bzw. '1' verbunden werden.
Logic Families
ICs können aus verschiedenen Grundbausteinen bestehen. Zwei Hauptfamilien sind Bauteile aus Transistoren (TTL
Logik = Transistor-Transistor-Logic) und ICs aus MOSFETs (CMOS Logik = Complementar-Symmetry Metal Oxide
Semiconductor).
ICs aus CMOS Technik haben ein HC in ihrer Bezeichnung (Bsp. 74HC595) sie benötigen fast keinen
Ansteuerstrom und haben aufgrund ihrer Pegelabstände (siehe Bild) eine größere Störsicherheit. Nachteilig sind die
längeren Schaltzeiten aufgrund der Kapazitäten der MOSFETs.
Bausteine mit TTL Technik sind durch ein LS gekennzeichnet (Bsp.74LS595). Solche ICs steuern meist
schneller durch und können einen höheren Strom schalten.
Etwas aufpassen muss man wenn man ICs zweier Familien mischt. Auch wenn beide mit der gleichen Spannung betrieben werden. Ein TTL Ausgangspegel HIGH kann unter Umständen nur 2,4 V betragen. Von einem CMOS Baustein werden aber nur Spannungen >3,5V sicher als HIGH erkannt.
Aufgrund des geringeren Ansteuerstromes reicht bei einem HC (CMOS) IC ein 10kΩ Pullup- oder Pulldown-Widerstand. Bei einem LS (TTL) IC verwendet man einen 1kΩ Widerstand.
TTL-Unterfamilien
| Standard-TTL (7400) | Will man die Vor- und Nachteile einer TTL-Unterfamilie darstellen, so vergleicht man sie mit dem Standard-TTL. |
| Low-Power-TTL (74L00) | Low-Power-TTL-Glieder nehmen nur etwa 10% der Leistung der Standard-TTL-Glieder auf. Die Schaltzeit ist jedoch 3 mal so groß. |
| High-Speed-TTL (74H00) | High-Speed-TTL-Glieder schalten doppelt so schnell wie Standard- TTL-Glieder. Die Leistung ist aber doppelt so groß. |
| Schottky-TTL (74S00) | Schottky-TTL-Glieder haben eine sehr geringe Schaltzeit. Ihre Leistungsaufnahme ist jedoch besonders groß. |
| Low-Power-Schottky-TTL (74LS00) | Die Low-Power-Schottky-TTL-Glieder haben nahezu die gleiche Schaltzeit wie Standard-TTL-Glieder. Die Leistungsaufnahme entspricht aber nur 1/5 des Standard-TTL-Glieds. |