news 2026/4/23 14:18:32

嵌入式知识篇---再看74LS04

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
嵌入式知识篇---再看74LS04

芯片引脚图:

一句话概括:

74LS04 是一个“反着说话的人”。你给它1,它就说0;你给它0,它就说1。专业名称叫“六反相器”


核心比喻:叛逆的“唱反调专家”

想象你有6个特别爱唱反调的朋友,每个人都是这样:

  • 你对他们说“是”→ 他们立刻回答“不是”

  • 你对他们说“开灯”→ 他们立刻说“关灯”

  • 你对他们说“高”→ 他们立刻说“低”

74LS04 芯片里就住着这样的6个“反调朋友”,每个都是一个独立的反相器


芯片引脚(14脚小蜈蚣)

74LS04有14个引脚,排列非常规律:

电源和地

  • 引脚14:接+5V(正极)

  • 引脚7:接GND(负极,地)

6个反相器通道(3对×2)

每个反相器有1个输入脚1个输出脚

反相器1:输入=引脚1,输出=引脚2 反相器2:输入=引脚3,输出=引脚4 反相器3:输入=引脚5,输出=引脚6 反相器4:输入=引脚13,输出=引脚12 反相器5:输入=引脚11,输出=引脚10 反相器6:输入=引脚9,输出=引脚8

重要规则

  • 输入脚接信号源(比如开关、传感器、其他芯片)

  • 输出脚接负载(比如LED、下一个芯片)


真值表(超级简单)

输入输出
01
10

就这么简单!

  • 输入低电平(0)→ 输出高电平(1)

  • 输入高电平(1)→ 输出低电平(0)


它到底有什么用?(应用场景)

1.信号取反(最基本功能)

  • 有时候电路需要“反着来”的信号。

  • 例子:一个传感器检测到“有人”输出1,但你的报警器需要“无人时报警”。中间加个74LS04,就把逻辑反过来了。

2.波形整形

  • 把“不干净”的方波变“干净”。

  • 比如输入信号边沿缓慢,经过反相器后边沿变陡峭。

3.制作振荡器(配合电阻电容)

  • 把3个反相器串起来,加上RC电路,就能做成方波发生器

  • 可以用来制作简单的时钟信号。

4.增加驱动能力

  • 当信号太弱,带不动后面的设备时,经过74LS04可以增强信号。

  • 一个反相器能驱动10个TTL负载。

5.实现逻辑功能的基础

  • 与非门、或非门等复杂门电路,内部都是由反相器组成的。

  • 它是所有数字电路的“砖瓦”。


一个超简单实例:用按钮控制LED(但反着来)

目标:

  • 正常思维:按下按钮,LED亮;松开按钮,LED灭。

  • 反着来:按下按钮,LED灭;松开按钮,LED亮。

所需元件:

  1. 74LS04芯片 ×1(只用其中1个反相器)

  2. 按钮开关 ×1

  3. LED ×1

  4. 电阻 ×1(220Ω保护LED)

  5. 5V电源

连接方法:

电源+5V → 按钮一端 按钮另一端 → 74LS04的引脚1(输入) 74LS04的引脚2(输出) → LED正极 LED负极 → 电阻 → 电源GND 别忘了:引脚14接+5V,引脚7接GND

工作过程:

  1. 松开按钮时

    • 引脚1通过电阻接地 → 输入=0

    • 74LS04反相 → 引脚2输出=1(高电平)

    • LED两端有电压差 → LED亮!

  2. 按下按钮时

    • 引脚1接到+5V → 输入=1

    • 74LS04反相 → 引脚2输出=0(低电平)

    • LED两端没电压差 → LED灭!

看!实现了“反着控制”的效果!


重要特性

  1. 电压标准(TTL电平)

    • 输入低电平:< 0.8V

    • 输入高电平:> 2.0V

    • 输出低电平:≈ 0.2V

    • 输出高电平:≈ 3.4V

  2. 6个独立通道

    • 你可以只用其中1个,其他空着(但不要悬空输入)。

    • 不用的输入端最好接高电平或低电平,不要悬空。

  3. 速度很快

    • 信号从输入到输出的延迟只有约10纳秒!


74LS04 vs. 非门 vs. 反相器

  • 非门、反相器、NOT门是同一个东西的不同叫法。

  • 74LS04是具体的芯片型号,内部有6个独立的反相器

  • 类似的芯片还有:

    • 74LS05:输出是开集电极

    • 74LS14施密特触发反相器(抗干扰更好)


总结要点(初学者记住这几点就行)

  1. 本质六反相器。把1变0,把0变1。

  2. 核心功能逻辑取反。这是数字电路最基础的操作。

  3. 引脚规律

    • 记住引脚14=+5V,引脚7=GND

    • 其他都是成对的:奇数输入,相邻偶数输出

  4. 典型应用:信号取反、波形整形、振荡器、驱动增强。

  5. 江湖地位:数字电路的“螺丝钉”,简单但无处不在。

最形象的理解
把74LS04想象成“逻辑镜子”。你对着镜子举左手,镜子里的人举右手。你输入什么,它就给你相反的输出。

如果你想理解数字电路,74LS04是最佳的起点。找一个芯片、一个LED、一个按钮,按照上面的例子搭一下,你立刻就明白“数字逻辑”是怎么回事了!这是电子世界最基础的“是非转换器”。

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