74HC245 — как им расширить шину и почему он не преобразует 5 В в 3,3 В?

Распиновка

Обратите внимание на нумерацию линий: сторона A идёт вверх от вывода 2, сторона B — вниз от вывода 11, то есть A0 стоит рядом с B0 на противоположных сторонах корпуса. Это сделано для того, чтобы трассировка шины шла крест-накрест без пересечений. Соответствие выводов A0–B0 и A7–B7 сохраняется, хотя визуально номера идут в противоположные стороны.

Управление и состояния

Полярность DIR в справочниках читают по-разному: часть страниц в каталогах утверждает, что при DIR в высоком уровне данные идут от A к B. По паспорту изготовителей всё наоборот — низкий уровень DIR соответствует передаче от A к B. Именно на этом ошибаются при разводке платы, поэтому состояние проверяют по даташиту, а не по рисунку из статьи.

Пока /OE находится в высоком уровне, все восемь линий с обеих сторон отключены, и шины физически разъединены. Это то свойство, ради которого микросхему и ставят: два устройства на одной шине не мешают друг другу, пока один из них не выбран.

Параметры

• Питание 2,0–6,0 В для серии HC; вариант HCT рассчитан на 5 В.
• Ток выхода ±7,8 мА, предельный постоянный ток до ±35 мА.
• Задержка распространения около 7–9 нс при питании 5 В, около 10 нс у HCT.
• Ток потребления в покое порядка 160 мкА.
• Рабочий диапазон от −40 до +125 °C, стойкость к статическому напряжению более 2 кВ.
• Корпуса: DIP-20, SO-20, SSOP-20, TSSOP-20, а также DHVQFN-20.

С чем путают

• 74HC244 — такой же буфер, но без управления направлением: там один общий вывод разрешения, и DIR отсутствует.
• 74HC240 — буфер с общим разрешением и с инверсией сигнала.
• 74HC640 — инвертирующий вариант 74HC245; логика та же, но выходы инвертированы.
• 74LVC245 — вариант для преобразования уровней, в том числе между 5 В и 3,3 В.
• На корпусе DHVQFN-20 центральный вывод подложки не соединён с землёй: его оставляют свободным или соединяют с GND по своему решению, но считать его землёй нельзя.

Частые ошибки

• Ожидать от 74HC245 преобразования уровней: это однополярная микросхема, и 5-вольтовый сигнал на её выходе остаётся 5-вольтовым.
• Земля на выводе 10 — единственный вывод земли, при разводке его не пропускают.
• Забыть про третье состояние и оставить /OE неподключённым: вход без определённого уровня даёт плавающее состояние выходов.
• Считать выводы A и B двунаправленными в обычном режиме: в состоянии передачи входная сторона действительно переходит в высокоимпедансное состояние, но только на время передачи.