74LS373：TTL版74HC373，8位并行输入，带三态输出详解

一、引言

在数字电路领域，集成电路芯片扮演着至关重要的角色。其中，74LS373作为一款经典的TTL（晶体管 - 晶体管逻辑）系列芯片，具有独特的性能和广泛的应用。它不仅在功能上与74HC373等CMOS型号形成互补，还凭借其自身的特点在众多数字系统中发挥着关键作用。本文将深入剖析74LS373的各个方面，包括其基本概述、工作原理、引脚功能、技术参数、应用场景以及采购信息等，为读者全面了解这款芯片提供详细的参考。

二、74LS373基本概述

（一）芯片定义与分类

74LS373是一种由八个D型触发器构成的三态输出八路锁存器，采用TTL逻辑工艺制造。TTL电路是早期广泛使用的逻辑系列，具有较高的速度和一定的驱动能力。74LS系列属于TTL中的低功耗肖特基子系列，在保证性能的同时降低了功耗。74LS373作为该系列中的一员，以其独特的功能在数字电路中占据重要地位。

（二）发展历程与背景

随着数字技术的不断发展，对数据存储和传输的要求越来越高。在早期的数字系统中，需要一种能够暂存数据、实现数据锁存以及支持多设备共享总线的芯片。74LS373应运而生，它满足了这些需求，为微处理器、单片机等系统与外部设备之间的数据交互提供了便利。随着时间的推移，虽然出现了许多新型的集成电路，但74LS373凭借其稳定性和可靠性，仍然在一些特定的应用场景中得到广泛应用。

（三）与其他型号的对比

74LS373与74HC373等CMOS型号在功能上有相似之处，但也存在一些差异。74HC373采用CMOS工艺，具有更低的功耗和更宽的工作电压范围。而74LS373作为TTL芯片，其驱动能力较强，在电平范围和响应速度等方面与74HC373形成互补。在一些对功耗要求不高，但对驱动能力和速度有一定要求的场合，74LS373更具优势。例如，在早期的MCS - 51单片机系统中，74LS373常被用于地址锁存，能够稳定地提供低8位地址信号。

三、74LS373工作原理

（一）基本工作模式

74LS373具有透明模式和锁存模式两种基本工作模式。透明模式是指当锁存使能端（LE）为高电平时，芯片处于透明状态，此时输出端（Q0 - Q7）实时跟随输入端（D0 - D7）的变化，就像导线直接连通一样。这种模式使得数据可以毫无阻碍地从输入端传输到输出端，适用于需要实时传输数据的场景。锁存模式则是当LE从高电平变为低电平（下降沿）时，芯片将锁存当前输入端口的数据值，并保持在输出端。即使输入端的值之后发生变化，输出也不会改变，从而实现数据的稳定保存。

（二）三态输出控制

除了上述两种工作模式，74LS373还具有三态输出控制功能，通过输出使能端（OE）来实现。当OE为低电平时，锁存器的输出内容正常呈现在输出引脚上，此时芯片可以正常驱动外部设备或向总线发送数据。当OE为高电平时，所有输出引脚进入高阻态（Hi - Z）。在高阻态下，输出端对总线而言相当于断开，阻抗极高，不会影响连接到同一总线上其他器件的信号。这使得多个设备可以安全地共享同一条数据总线，通过控制OE来实现总线的分时复用，防止信号冲突。

（三）内部电路结构分析

74LS373的内部由八个带三态缓冲输出的D触发器组成。每个D触发器都具有数据输入端（D）、时钟输入端（在74LS373中由LE实现类似时钟的功能）、输出端（Q）以及三态控制端（与OE相关）。输入级采用施密特触发器设计，这种设计可以提升噪声抗扰度，典型输入滞后电压为0.8V。施密特触发器具有两个不同的阈值电压，当输入信号从低电平上升到高电平时，只有在达到较高的阈值电压时，输出才会发生跳变；而当输入信号从高电平下降到低电平时，只有在达到较低的阈值电压时，输出才会跳变回原来的状态。这种特性可以有效地过滤掉输入信号中的噪声，提高芯片的稳定性。

四、74LS373引脚功能

（一）引脚总体布局

74LS373通常采用20引脚的双列直插封装（DIP）或表面贴装（SOP）形式。引脚的布局遵循一定的规律，方便在电路板上进行连接和布局。了解每个引脚的功能对于正确使用74LS373至关重要。

（二）各引脚详细功能

1. 数据端（D0 - D7）：D0 - D7为数据输入端，直接连接单片机P0口或其他需要输入数据的设备。这些引脚用于接收8位并行二进制数据，是芯片获取外部数据的入口。在数据传输过程中，输入的数据通过这些引脚进入芯片内部进行处理。

2. 使能端

• LE（锁存使能）：高电平保持透明模式，下降沿锁存数据。当LE为高电平时，芯片处于透明状态，输入端的数据可以实时传输到输出端；当LE发生负跳变时，芯片将当前输入端的数据锁存起来，之后无论输入端如何变化，输出端都保持锁存的数据不变。

• OE（输出使能）：低电平激活输出，高电平呈现高阻态。OE引脚控制着芯片输出端的状态，当OE为低电平时，输出端正常输出锁存的数据；当OE为高电平时，输出端进入高阻态，与总线隔离，允许其他设备占用总线。

3. 输出端（Q0 - Q7）：Q0 - Q7提供锁存数据，最大输出电流±35mA。这些引脚是芯片输出数据的端口，其输出状态受到LE和OE的控制。在透明模式下，输出跟随输入变化；在锁存模式下，输出保持锁存的数据；当OE为高电平时，输出呈高阻态。输出端可以直接驱动总线或与其他设备连接，为外部电路提供所需的数据信号。

4. 电源引脚：包括VCC（正电源）和GND（负电源）。通常，VCC连接至 + 5V电源，为芯片提供工作所需的电能；GND连接至0V或地，为芯片提供一个稳定的参考电位。稳定的电源供应是确保芯片正常工作的基础，电源电压的波动可能会影响芯片的性能甚至导致芯片损坏。

五、74LS373技术参数

（一）电气参数

1. 工作电压：标称工作电压为 + 5V，这是TTL系列芯片的典型工作电压。在该电压下，芯片能够正常发挥其功能，实现数据的锁存和传输。同时，芯片对电源电压的波动有一定的容忍范围，但过大的波动可能会影响其性能和稳定性。

2. 输入输出电平：74LS373的输入输出电平符合TTL电平标准。输入高电平通常在2.4V以上，输入低电平在0.8V以下；输出高电平一般不低于2.7V，输出低电平不高于0.4V。这些电平标准确保了芯片与其他TTL器件之间的兼容性，能够可靠地进行数据交互。

3. 传输延时：典型值为17ns。传输延时是指从输入信号变化到输出信号相应变化所需要的时间。较短的传输延时使得74LS373能够快速地响应输入信号的变化，满足高速数据传输和处理的需求。在一些对实时性要求较高的应用场景中，如高速数据采集系统，短的传输延时可以减少数据传输的延迟，提高系统的整体性能。

4. 输出电流：最大输出电流±35mA。输出电流决定了芯片驱动外部负载的能力。74LS373能够提供较大的输出电流，可以驱动一定数量的负载，如LED指示灯、继电器等。但在实际应用中，需要根据负载的要求合理选择芯片，避免因输出电流不足导致负载无法正常工作或因输出电流过大损坏芯片。

（二）工作条件参数

1. 工作温度范围：通常为0°C至70°C。在这个温度范围内，芯片能够稳定地工作，保证其性能和可靠性。如果工作温度超出这个范围，可能会影响芯片内部的电路性能，导致数据传输错误、锁存功能失效等问题。在一些特殊的应用环境中，如高温工业现场或低温户外环境，需要采取相应的散热或保温措施，以确保芯片工作在合适的温度范围内。

2. 存储温度范围：一般比工作温度范围更宽，通常在 - 55°C至125°C之间。存储温度范围是指芯片在不工作时能够承受的温度范围。在芯片的运输、储存过程中，需要避免温度过高或过低，以免对芯片造成损坏，影响其使用寿命和性能。

（三）其他参数

1. 封装尺寸：不同的封装形式具有不同的尺寸。例如，20引脚的双列直插封装（DIP）尺寸相对较大，适合在手工焊接和原型制作中使用；表面贴装（SOP）封装尺寸较小，适合在自动化生产和空间有限的电路板中使用。在选择封装形式时，需要根据实际应用场景和电路板的设计要求进行综合考虑。

2. 引脚间距：引脚间距也是封装的一个重要参数。合适的引脚间距可以方便芯片在电路板上的焊接和安装，同时也有利于散热。如果引脚间距过小，可能会导致焊接困难，容易出现短路等问题；如果引脚间距过大，则会增加电路板的面积，不利于小型化设计。

六、74LS373应用场景

（一）单片机系统中的应用

1. 地址锁存：在MCS - 51单片机系统中，74LS373常被用于地址锁存。MCS - 51单片机采用地址/数据复用总线，即P0口既用于传输地址信号，又用于传输数据信号。为了在访问外部存储器或I/O设备时能够稳定地提供低8位地址信号，需要将P0口输出的地址信号进行锁存。74LS373与MCS - 51单片机的ALE（地址锁存允许）信号配合使用，当ALE信号为高电平时，74LS373的LE端也为高电平，芯片处于透明模式，P0口的地址信号可以实时传输到74LS373的输出端；当ALE信号出现下降沿时，74LS373将当前P0口的地址信号锁存起来，之后无论P0口如何变化，74LS373的输出端都保持锁存的地址信号不变，从而为外部设备提供稳定的低8位地址。

2. 信号缓存：在单片机系统中，有时需要对输入输出信号进行缓存，以提高系统的稳定性和可靠性。74LS373可以作为信号缓存器，将输入信号暂存起来，然后再根据需要输出到其他电路或设备中。例如，在读取外部传感器的信号时，由于传感器的输出信号可能不稳定或受到干扰，使用74LS373对信号进行缓存和锁存，可以避免因信号波动导致单片机读取错误的数据。

3. IO扩展：当单片机的IO口数量不足时，可以使用74LS373进行IO扩展。通过将多个74LS373的输出端连接到不同的外部设备，并利用单片机的控制信号对74LS373的使能端进行控制，可以实现多个设备的分时控制和数据传输，从而扩展单片机的IO口数量。例如，在一个需要控制多个LED指示灯和按键的系统中，可以使用74LS373将单片机的少量IO口扩展为多个可控制的通道，满足系统的需求。

（二）数字逻辑控制系统中的应用

1. 逻辑门电路的输入输出缓冲器：在复杂的数字逻辑控制系统中，逻辑门电路之间的信号传输可能会受到负载、噪声等因素的影响。使用74LS373作为逻辑门电路的输入输出缓冲器，可以提高系统的稳定性和可靠性。74LS373的三态输出功能可以在需要时将输出端与总线隔离，避免信号冲突；其较强的驱动能力可以驱动多个逻辑门电路，减少信号的衰减和失真。

2. 数据存储与传输：在数字逻辑控制系统中，经常需要对数据进行存储和传输。74LS373的锁存功能可以实现对数据的暂存，在需要时将数据输出到其他电路或设备中。例如，在一个数据采集系统中，使用74LS373将采集到的数据进行锁存，然后再将数据传输到微处理器进行处理，这样可以保证数据在传输过程中的稳定性和准确性。

（三）多路复用总线系统中的应用

在多路复用总线系统中，多个设备需要共享同一条数据总线进行数据传输。74LS373的三态输出功能使得它非常适合应用于这种系统。通过控制多个74LS373的OE信号，可以实现总线的分时复用。当某个设备需要向总线发送数据时，将其对应的74LS373的OE信号置为低电平，使该设备的输出连接到总线上；同时，将其他设备的74LS373的OE信号置为高电平，使其输出呈高阻态，与总线隔离。这样，就可以避免多个设备同时向总线发送数据导致的信号冲突，实现多个设备安全、有序地进行数据传输。

（四）其他应用场景

1. 抢答器电路：利用74LS373可以设计出功能完善的抢答器电路。在一个8路竞赛抢答器中，每组受控于一个抢答按键开关，高电平表示抢答有效。设置主持人控制键用于控制整个系统清零和抢答有效开始的启动。每按下一次复位键时，使8D锁存器的控制端G为高电平，若组别按键开关中任何一个都没按下，即对应8D锁存器的输入端D均为低电平，则此时8个输出端均为低电平，对应的发光二极管均不点亮，表示抢答者正在准备抢答状态。按下复位键时，若组别按键开关中存在一个或几个处于按下状态，即与之对应的8D锁存器的输入端D为高电平，此时与之对应的8D锁存器的输出端立即为高电平，对应的发光二极管被点亮，表示抢答者违规了。只有每按下一次复位键，并在复位键抬起后，抢答才是有效的。系统具有第一抢答信号鉴别和锁存功能，在主持人将系统复位并使抢答有效开始后，第一抢答者按下抢答按钮，对应的输入引脚接高电位1，8D锁存器的对应输出端立即为高电平1，二极管组成或门电路使三极管导通，将锁存器的G置为低电平，将输入信号锁存在输出端，输入端的信号变化不再影响输出端，从而在显示有效组别的同时，也可以通过蜂鸣器警示。

2. 工业控制系统：在工业控制系统中，需要对各种传感器信号进行采集和处理，同时要控制多个执行机构。74LS373可以用于传感器信号的缓存和锁存，以及执行机构控制信号的驱动和隔离。例如，在一个温度控制系统中，使用74LS373将温度传感器输出的模拟信号经过A/D转换后的数字信号进行锁存，然后再将数据传输到微处理器进行处理；同时，使用74LS373将微处理器输出的控制信号进行驱动和隔离，控制加热器或制冷器的开关，实现对温度的精确控制。

七、74LS373使用注意事项

（一）电源稳定性

为了确保74LS373的正常工作，需要提供稳定的电源。电源电压的波动过大可能会导致芯片损坏或性能下降。在实际应用中，可以使用稳压电源为芯片供电，并在电源输入端添加去耦电容，以减少电源噪声对芯片的影响。去耦电容一般选择0.1μF左右的陶瓷电容，将其并联在电源和地之间，靠近芯片的电源引脚放置。

（二）输入信号质量

输入到74LS373的信号应具有良好的质量，避免出现过大的噪声或干扰。噪声和干扰可能会导致芯片误动作，影响数据的准确传输和锁存。为了提高输入信号的质量，可以采取以下措施：在输入信号线上添加滤波电路，如RC滤波器，以滤除高频噪声；对输入信号进行光耦隔离，将输入信号与芯片内部电路进行电气隔离，减少外界干扰的影响；合理布局电路板，缩短输入信号线的长度，减少信号传输过程中的干扰。

（三）工作环境

74LS373的工作温度范围通常为0°C至70°C，超出这个范围可能会影响其性能和可靠性。在设计电路时，需要考虑工作环境的影响，采取相应的散热或保温措施。在高温环境中，可以使用散热片或风扇对芯片进行散热，降低芯片的工作温度；在低温环境中，可以使用加热器对芯片进行加热，确保芯片工作在合适的温度范围内。同时，还需要注意芯片的防潮、防尘等，避免因环境因素导致芯片损坏。

（四）静电防护

集成电路对静电敏感，74LS373也不例外。在处理74LS373时，应遵循静电防护规范，如佩戴防静电手环、使用防静电工作台等。防静电手环可以将人体上的静电通过导线导入大地，避免静电对芯片造成损坏；防静电工作台表面具有良好的导电性，可以将芯片放置在工作台上进行操作，减少静电的积累。在运输和储存芯片时，也应使用防静电包装材料，如防静电袋、防静电泡沫等，确保芯片的安全。

（五）引脚连接正确性

在将74LS373连接到电路中时，必须确保引脚连接正确。错误的引脚连接可能会导致芯片无法正常工作，甚至损坏芯片。在焊接芯片时，应仔细核对引脚编号，避免出现虚焊、短路等问题。可以使用万用表对焊接好的电路进行检测，检查引脚之间的连接是否正确，确保芯片能够正常通电和工作。

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总之，74LS373作为一款经典的TTL系列芯片，具有独特的功能和广泛的应用。通过对其工作原理、引脚功能、技术参数、应用场景和使用注意事项等方面的深入了解，我们可以更好地应用这款芯片，为数字电路系统的设计和开发提供有力的支持。在采购74LS373时，选择拍明芯城这样的专业平台，可以确保采购到质量可靠、价格合理的芯片产品。