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N74F191D 发布时间 时间:2025/12/27 21:05:45 查看 阅读:19

N74F191D是恩智浦半导体(NXP Semiconductors)生产的一款高速TTL(晶体管-晶体管逻辑)同步可逆计数器集成电路,属于74F系列(快速TTL)器件。该芯片为16引脚双列直插封装(DIP),广泛应用于需要中等速度、可靠性和稳定性的数字逻辑系统中。N74F191D是一个4位二进制同步加/减计数器,具备可预置功能和级联能力,能够在单一时钟边沿触发下完成计数操作。其设计基于先进的硅栅极CMOS工艺技术,结合了低功耗与高噪声容限的优势,同时保持与标准TTL电平的兼容性,使其在多种工业控制、通信设备和测试仪器中得到广泛应用。
  N74F191D支持同步时钟输入,所有触发器在同一时钟边沿更新状态,从而避免了异步计数器中存在的传播延迟问题。它具有双向计数能力,通过方向控制输入端(U/D)选择递增或递减计数模式。此外,该器件提供并行加载功能,允许用户将外部数据直接载入计数器,用于设置初始值或实现复杂计数序列。内部还集成了一个进位/借位生成电路,便于多片级联扩展成更高位数的计数系统。该芯片工作于标准5V电源电压,适用于宽温度范围(通常为0°C至+70°C或-40°C至+85°C,依具体版本而定),确保在各种环境条件下稳定运行。

参数

类型:同步可逆4位二进制计数器
  逻辑系列:74F(快速TTL)
  封装类型:SO16(小外形封装)或DIP16(双列直插式)
  电源电压:4.75V ~ 5.25V
  工作温度范围:0°C 至 +70°C(商业级)
  输出类型:推挽输出
  时钟频率:典型最大30MHz
  传播延迟(tpd):约8ns(典型值)
  计数模式:加法/减法可选
  控制输入:时钟(CLK)、使能(ENP、ENT)、方向(U/D)、预置(LOAD)
  输出数量:4位并行输出(Q0-Q3)
  进位输出:CO(Carry Out)
  逻辑电平兼容性:TTL兼容输入和输出
  功耗:静态电流约10mA(典型值)
  上升/下降时间:约3ns(典型)
  最大时钟上升速率:1V/ns(最小)
  输入钳位电流:IIK = -0.5V时不超过-18mA

特性

N74F191D具备多项关键特性,使其在数字系统设计中表现出色。首先,其同步架构确保所有四个JK触发器在同一个时钟上升沿进行状态更新,这显著减少了异步计数器中常见的毛刺和竞争冒险现象,提高了系统的稳定性与可靠性。其次,该器件支持全功能控制接口,包括时钟使能(ENP和ENT)、方向选择(U/D)以及并行预置(LOAD),使得用户能够灵活地配置计数行为,例如暂停计数、设定起始值或切换加减模式。这种高度的可编程性非常适合用于定时器、分频器、位置跟踪和事件计数等应用场景。
  另一个重要特性是其内置的进位/借位逻辑。当计数器达到最大值(1111)并在加法模式下继续计数时,进位输出(CO)会在下一个时钟周期产生一个低电平脉冲;同样,在减法模式下从0000开始递减时也会产生借位信号。这一机制不仅可用于单芯片的状态指示,还可作为下一级计数器的使能信号,实现多级级联以构建8位、12位甚至更高位宽的计数系统。此外,N74F191D采用先进的制造工艺,在保证高速性能的同时降低了功耗,并具有良好的抗干扰能力,适合在电磁环境复杂的工业现场使用。
  该芯片还具备高驱动能力和快速响应时间,输出可以直接驱动多个TTL负载而无需额外缓冲。其推挽输出结构提供了较强的拉电流和灌电流能力,典型值可达8mA以上,确保信号完整性。封装方面,SO16版本适合表面贴装工艺,有助于缩小PCB面积并提升自动化生产效率,而DIP16则便于原型开发和手工焊接。整体而言,N74F191D以其高性能、灵活性和可靠性,成为许多传统数字系统中的核心逻辑元件之一。

应用

N74F191D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,它常被用作PLC(可编程逻辑控制器)中的事件计数模块,用于记录生产线上的产品数量或机械动作次数。在通信设备中,该芯片可用于波特率发生器、帧同步计数器或协议定时单元,配合其他逻辑器件实现数据流的节拍控制。测试与测量仪器如频率计、示波器和信号发生器也常采用此类同步计数器来进行时间间隔测量或周期统计。
  在消费类电子产品中,N74F191D可用于音视频设备的菜单导航逻辑、遥控解码后的操作计数,或老式VCR、DVD播放机中的机械位置追踪系统。教育实验平台和数字电路教学套件中也普遍使用该型号,因其功能完整且易于理解,有助于学生掌握同步计数器的工作原理和实际应用方法。此外,在嵌入式控制系统中,它可以作为微控制器外围的辅助计数单元,减轻主处理器负担,尤其适用于中断资源有限或需独立运行计数任务的场合。
  由于其TTL电平兼容性和稳定的电气特性,N74F191D也可用于接口转换电路中,例如将高频脉冲信号进行分频后再送入低速ADC或MCU进行处理。在雷达、伺服电机控制和编码器信号处理等对时序精度要求较高的系统中,该芯片的同步特性和低传播延迟使其能够准确捕捉和处理快速变化的输入信号。总体来看,尽管现代设计更多转向专用ASIC或可编程逻辑器件,但在维护现有设备、小批量生产和教学演示等场景中,N74F191D仍然具有不可替代的价值。

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74F191N, SN74F191N, MB74F191, HD74F191P

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