Combinando CMOS y TTL con drivers y Leds con relay driver

Necesito algunos consejos prácticos sobre cómo combinar diferentes tipos de componentes.

Diseñé un circuito con en el corazón un contador ascendente/descendente (74f269). Las salidas del contador se conectan a través de resistencias de 330 ohmios y LED a nivel del suelo. También necesitan conducir un controlador de relé. Además, estas salidas están conectadas a un 74ALS11N (3 puertas OR triples) y 74HC4075 (3 puertas AND triples). La puerta OR produce Q0 v Q1 v Q2 v Q3 v Q4 v Q5. La puerta Y Q0 y Q1 y Q2 y Q3 y Q4 y Q5. Las salidas de OR y AND se alimentan cada una a 74HC00 (NAND).

Las puertas NAND realizan una operación AND con el valor y el de un NE555 que se utiliza como antirrebote para un interruptor. Todos los componentes se alimentan de una fuente de voltaje de 5V.

Leí sobre combinar diferentes familias lógicas y estoy un poco confundido acerca de cuándo usar resistencias y cuántas:

  • Leí conectar TTL a CMOS. Necesito una resistencia pull up. La salida 74ALS11N conectada a través de una carga a tierra (pull down). ¿Todavía puedo conectar las puertas AND y OR a las salidas de este contador?
  • ¿Estoy en lo correcto al suponer que no necesito una resistencia cuando una salida de una puerta está conectada a una entrada de una puerta de la misma familia lógica, tanto para puertas en el mismo chip como en otro chip? Tampoco necesito una resistencia cuando el CMOS de un tipo está conectado al CMOS de otro.
  • Una NAND maneja tanto U/D del contador como una entrada de una puerta XOR (HEF4075BP) ¿Necesito resistencias y, de ser así, subir o bajar? Además: ¿puede el 74HC00 controlar tanto la entrada del contador como la puerta XOR?
  • ¿Necesito una resistencia para la salida del NE555 a la puerta NAND?

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Como se solicitó en los comentarios a continuación, agregué el esquema del circuito. Es un proyecto de bricolaje, así que tengan paciencia conmigo si el esquema no está a la altura de los estándares de la industria. Se introdujeron las conexiones GND y 5V de aspecto extraño en cada chip y el puente, porque Eagle no podía enrutar una PCB de un solo lado. Colocaré las almohadillas de soldadura alrededor de los circuitos y luego conectaré la GND y 5V de los chips con cables. El propósito funcional del circuito es contar hacia atrás y hacia arriba (6 bits) al presionar un botón y tener protección contra desbordamiento y subdesbordamiento.esquema

Si usa las especificaciones de la hoja de datos, ¿no puede encontrar las respuestas para calcular el margen analógico a niveles lógicos? Luego calcule Zout ~ Vol/Iol para nominal con tolerancias y Zin (TTL)=Vil/Iil
Sería útil publicar un esquema.

Respuestas (1)

No necesita resistencias pull up cuando maneja entradas CMOS con salidas TTL a menos que las salidas TTL sean específicamente de colector abierto. (verifique la hoja de datos)

No debería ser un problema conectar una salida a múltiples entradas siempre que las corrientes de entrada no sumen más de lo que la salida puede manejar. (consulte la hoja de datos) En la mayoría de los casos, la corriente de entrada será inferior a 50 uA para ALTA y inferior a 1 mA para baja. Debe tener cuidado si está agregando pull-ups externos para no hacer que las salidas hundan demasiada corriente en el estado bajo.

No necesita resistencias cuando conecta TTL a CMOS o viceversa, siempre que el Vcc sea el mismo en todos los dispositivos. La razón por la que es posible que desee tener una resistencia es cuando está manejando algunos de sus CMOS a voltajes más altos que el límite de 5V de TTL.

El NE555 tiene una salida compatible con TTL que puede absorber o generar 20 mA. No hay problema con la conducción de múltiples entradas de puerta directamente. (consulte la hoja de datos ya que hay algunas versiones de bajo consumo del 555 que pueden no cumplir con esta declaración)

El 74F269 funcionará mejor conduciendo los LED como sumidero en lugar de como fuente. Si observa la tabla de carga de IO, verá que las salidas solo tienen una clasificación de 1 mA en su estado ALTO, pero pueden hundirse 20 mA en su estado bajo. En la configuración de sumidero actual, conectaría el cátodo del LED a la salida y el ánodo a su resistencia limitadora de corriente y la resistencia a Vcc. Esto le permitirá hacer funcionar los LED con un brillo mucho mayor que en la configuración de fuente. El único problema aquí es que los LED están activos bajos.

Asegúrese de no mezclar AND (74LS11) y OR (74HC4075) en su circuito como lo hizo en su pregunta.

Un problema que se puede encontrar al mezclar TTL y CMOS es cuando se ejecutan circuitos a alta velocidad, las diferencias de valor de umbral pueden causar errores de tiempo que pueden resultar en salidas no válidas transitorias.

Gracias rápido por la respuesta tranquilizadora. También gracias por señalar el error con respecto a la puerta AND y OR en mi pregunta. Por suerte está mal en mi descripción, y no en mi esquema. Tuve una configuración de prueba con el contador y los LED, y eran lo suficientemente brillantes como para usarlos como indicadores en un panel. Esto lo hace más simple porque no me hubiera gustado agregar puertas NOT, ya que quiero que los LED estén encendidos cuando el relé lo está.
¿Está planeando controlar LED y relés desde las salidas del contador? ¿Cuál es la corriente de entrada en los relés? Por lo general, es al menos 3 mA para los SSR. También puede conducir el relé como activo bajo exactamente como los LED. Siempre que sus entradas de LED y relé combinadas no generen más de 13 mA, debería estar bien. Ese chip temporizador no debe generar ni hundir más de 100 mA (la hoja de datos dice que el disipador máximo es 135 pero recomienda 113, pero es bueno dejar un poco de margen). Una nota más, no veo ningún límite de derivación en su esquema. Esos son importantes para que no tenga fallas de conmutación en sus circuitos.
Planeé ejecutarlos a través de un ULN2004A. Necesitan ser alimentados desde una fuente de 12V, y cero arriba 6 están cerrados al mismo tiempo. Gracias por las instrucciones para agregar los condensadores de derivación. los agregaré
Asegúrese de mirar la corriente máxima frente al ciclo de trabajo en esos ULN2004. Cuentan con 500 mA por canal, pero eso no es para un ciclo de trabajo del 100 %. Si algún relé se enciende durante más de 1-2 segundos, lo consideraría al 100%. En este caso, su corriente máxima por canal será considerablemente inferior a 500 mA (para el paquete ST SO-16, está por debajo de 100 mA para los 7 canales funcionando al mismo tiempo).
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