M74LS191P是一种高性能的同步可逆计数器,属于低功耗肖特基TTL(Transistor-Transistor Logic)系列集成电路。该器件由STMicroelectronics等厂商生产,广泛应用于数字系统中的计数、定时和控制电路中。M74LS191P是一个4位二进制同步可逆计数器,具备加法和减法计数功能,能够在单个时钟脉冲下实现向上或向下计数操作。该芯片采用DIP-16封装形式,适用于通孔插装工艺,便于在实验板或工业控制板上使用。
该器件具有一个方向控制输入端(UP/DOWN),用于设定计数模式:当该引脚为高电平时执行递增计数,为低电平时执行递减计数。此外,它还支持同步并行加载功能,允许用户将预设的4位二进制数据直接载入计数器中,从而实现精确的起始值设置。M74LS191P还提供一个使能输入端(ENABLE),用于暂停计数操作而不影响当前计数值。芯片内部采用同步设计,所有状态变化均与时钟信号的上升沿同步,确保了系统的稳定性和可靠性。
M74LS191P具备终端计数输出(MAX/MIN),可用于指示计数达到最大值(1111)或最小值(0000)的状态,这一特性使其非常适合于需要循环计数或多级级联的应用场景。通过级联多个M74LS191P芯片,可以构建更高位数的计数系统。该器件工作在标准5V电源电压下,具有良好的抗干扰能力和较快的响应速度,适合在工业自动化、仪器仪表、通信设备及消费类电子产品中使用。
类型:同步可逆计数器
位数:4位
逻辑系列:LS(Low-power Schottky)
封装类型:DIP-16
电源电压:4.75V ~ 5.25V
工作温度范围:0°C ~ 70°C
输出类型:推挽输出
时钟频率:典型30MHz
计数模式:加/减双向计数
输入类型:TTL兼容
并行加载:支持同步加载
使能控制:有使能端(Enable)
终端输出:MAX/MIN 输出
传播延迟:典型时间约25ns
M74LS191P的核心特性之一是其同步操作机制,所有状态变换都严格与主时钟信号的上升沿同步进行。这种设计避免了异步计数器中存在的“毛刺”问题,提高了整个数字系统的稳定性与可靠性。无论是在加法还是减法计数模式下,每个触发器的状态更新都是在同一时钟边沿完成,保证了输出波形的整齐一致,特别适用于对时序要求严格的控制系统。
另一个关键特性是其可编程并行加载能力。通过激活LOAD引脚(低电平有效),可以在任意时刻将外部提供的4位数据(A、B、C、D)同步写入计数器寄存器中,作为新的起始计数值。这一功能使得M74LS191P不仅可以用作简单的递增/递减计数器,还可以实现复杂的定时序列控制、频率分频以及位置跟踪等功能。结合方向控制(UP/DOWN)和使能端(ENABLE),用户能够灵活地控制计数过程的启动、停止、方向切换和重置。
该芯片还集成了终端计数检测电路,能够自动识别当前计数值是否达到全“1”(1111)或全“0”(0000)状态,并通过MAX/MIN引脚输出相应信号。这个输出信号既可以作为溢出标志,也可以用于级联多个计数器以扩展计数范围。例如,在多级级联配置中,低位计数器的MAX/MIN信号可连接到高位计数器的使能端,实现高效的多位同步计数系统。此外,由于其输出为推挽结构,驱动能力强,可以直接驱动LED或其他逻辑门电路,减少了对外部缓冲器的需求。
M74LS191P采用了先进的低功耗肖特基工艺,在保持高速性能的同时显著降低了静态功耗,相较于早期的74系列TTL器件更加节能。同时,其输入端具备标准TTL电平兼容性,能够无缝接入现有的TTL逻辑系统。DIP-16封装形式提供了良好的散热性能和机械强度,适合手工焊接和批量生产。综合来看,M74LS191P是一款功能强大、灵活性高且可靠性强的通用计数器IC,适用于多种中等复杂度的数字电路设计场景。
M74LS191P广泛应用于各类需要精确计数和时序控制的电子系统中。在工业自动化领域,常被用于电机转速测量、生产线计件、步进电机控制等场合,通过接收来自传感器的脉冲信号进行加减计数,进而反映实际物理量的变化。在仪器仪表中,如数字频率计、示波器时间基准控制、计时器模块等,M74LS191P可用于实现高精度的时间间隔测量和频率分频功能。
在通信设备中,该芯片可用于波特率发生器、数据帧同步计数、地址扫描生成等任务。其可逆计数特性使其特别适合用于双向位置编码器接口电路,例如在机器人关节角度追踪或数控机床定位系统中,根据运动方向动态调整计数值,实现精确定位。
在教学实验平台和原型开发系统中,M74LS191P因其接口简单、逻辑清晰、易于调试而备受青睐。学生和工程师可通过拨码开关设置初始值,利用按键模拟时钟输入,观察LED显示输出变化,直观理解同步计数器的工作原理。此外,它也常用于构建多功能函数发生器、交通灯控制器、电梯楼层指示器等典型数字系统项目。
在家用电器中,如微波炉、洗衣机、空调控制器等,M74LS191P可用于倒计时定时器、程序步骤计数等应用场景。配合简单的组合逻辑电路,还可实现周期性动作控制。由于其具有较强的抗干扰能力和稳定的电气特性,即使在电磁环境较复杂的场合也能可靠运行。总的来说,M74LS191P凭借其多功能性和成熟的技术基础,仍然是现代数字电子设计中不可或缺的基础元件之一。
SN74LS191N
DM74LS191AN
NTE74LS191
MC74LS191P