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74ls123引脚图及功能

来源：

2025-07-11

类别：基础知识

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74LS123芯片：双可重触发单稳态多谐振荡器

74LS123是一款广泛应用的双可重触发单稳态多谐振荡器（Dual Retriggerable Monostable Multivibrator）。它属于德州仪器（Texas Instruments）的74LS系列（Low-power Schottky）逻辑IC，以其低功耗和相对较快的开关速度而著称。这款芯片的主要功能是根据输入触发信号产生一个宽度可调的输出脉冲。由于其可重触发特性，在脉冲输出期间如果再次接收到触发信号，输出脉冲的计时会重新开始，从而延长输出脉冲的持续时间。这种特性使得74LS123在许多定时、脉冲生成、延时以及事件同步应用中非常有用。

1. 74LS123引脚图

74LS123通常采用16引脚双列直插封装（DIP-16）。为了便于理解其功能，我们首先详细介绍其各个引脚的定义。理解每个引脚的作用是正确使用该芯片的基础。

引脚号	引脚名称	类型	功能描述
1	1A	输入	第1单稳态多谐振荡器的非反相触发输入端。当该端电平从低到高跳变时，如果控制信号允许，会触发脉冲输出。
2	1B	输入	第1单稳态多谐振荡器的反相触发输入端。当该端电平从高到低跳变时，如果控制信号允许，会触发脉冲输出。
3	1CLR	输入	第1单稳态多谐振荡器的清除/复位输入端（低电平有效）。当此引脚为低电平时，输出脉冲立即结束，内部触发器复位，等待下一次触发。
4	1Q	输出	第1单稳态多谐振荡器的非反相输出端。当脉冲被触发时，此引脚输出高电平，脉冲结束后恢复低电平。
5	1Q	输出	第1单稳态多谐振荡器的反相输出端。与1Q输出相反，脉冲被触发时输出低电平，脉冲结束后恢复高电平。
6	1RC	输入	第1单稳态多谐振荡器外接定时电阻R的连接端。用于设置输出脉冲宽度。
7	1C	输入	第1单稳态多谐振荡器外接定时电容C的连接端。用于设置输出脉冲宽度。
8	GND	电源	接地端（0V）。
9	2C	输入	第2单稳态多谐振荡器外接定时电容C的连接端。用于设置输出脉冲宽度。
10	2RC	输入	第2单稳态多谐振荡器外接定时电阻R的连接端。用于设置输出脉冲宽度。
11	2Q	输出	第2单稳态多谐振荡器的反相输出端。
12	2Q	输出	第2单稳态多谐振荡器的非反相输出端。
13	2CLR	输入	第2单稳态多谐振荡器的清除/复位输入端（低电平有效）。
14	2B	输入	第2单稳态多谐振荡器的反相触发输入端。
15	2A	输入	第2单稳态多谐振荡器的非反相触发输入端。
16	VCC	电源	正电源供电端（通常为+5V）。

值得注意的是，74LS123芯片内部包含两个独立的、功能相同的单稳态多谐振荡器，因此其引脚也以“1”和“2”进行区分，分别对应两个振荡器。这种双单元设计在需要同时处理两个独立定时任务时非常方便。

2. 74LS123功能描述

74LS123的核心功能是根据外部RC网络（电阻和电容）的参数，在接收到有效触发信号后，产生一个特定宽度的输出脉冲。其独特之处在于其可重触发能力，以及多种触发方式和清零功能。

2.1 工作原理概述

每个单稳态多谐振荡器单元都包含一个内部施密特触发器输入、一个触发逻辑电路、一个精密计时电路以及一个输出锁存器。当满足特定的触发条件时，计时电路开始充电或放电外部电容，同时输出端状态翻转。当计时周期结束，即电容充放电达到预设阈值时，输出端恢复到其非触发状态。

2.2 触发方式

74LS123提供灵活的触发机制，可以通过组合A和B输入端的状态变化来实现：

下降沿触发（反相触发B）： 当引脚A保持高电平或连接到VCC时，引脚B从高电平跳变到低电平会触发脉冲。
上升沿触发（非反相触发A）： 当引脚B保持低电平或连接到GND时，引脚A从低电平跳变到高电平会触发脉冲。
组合触发： 当A输入为高电平且B输入从高电平变为低电平时，或当B输入为低电平且A输入从低电平变为高电平时，都可以触发。这提供了更大的设计灵活性。

需要注意的是，为了确保可靠触发，未使用的触发输入端应正确连接。例如，如果只使用A输入进行上升沿触发，B输入应接地。如果只使用B输入进行下降沿触发，A输入应接VCC。

2.3 输出脉冲宽度控制

输出脉冲的宽度（TW）由外部连接的电阻（R）和电容（C）决定。74LS123内部集成了用于精确计时的比较器和参考电压。通常，脉冲宽度可以通过以下近似公式计算：

TW=K×REXT×CEXT

其中，TW是脉冲宽度，$R_{EXT}$是外部电阻的阻值（单位：欧姆），$C_{EXT}$是外部电容的容值（单位：法拉）。K是一个常数，对于74LS123，通常在0.22到0.33之间，具体值会因不同的制造商和工作条件而略有差异。在使用时，建议参考芯片的数据手册以获取最精确的计算公式和推荐的R、C范围。

外部RC网络连接注意事项：

电阻R： 应连接在RC引脚（1RC/2RC）和VCC之间。推荐的电阻范围通常在1kΩ到数兆欧姆。过小的电阻可能导致芯片内部电流过大，过大的电阻可能导致脉冲宽度不稳定或受噪声影响。
电容C： 应连接在C引脚（1C/2C）和GND之间。电容的类型对脉冲的稳定性有重要影响。通常推荐使用钽电容或陶瓷电容，它们具有较好的温度稳定性和较低的漏电流。电解电容虽然容量大，但其ESR（等效串联电阻）和漏电流可能对定时精度产生负面影响，尤其是在短脉冲应用中。

通过选择合适的R和C值，74LS123可以生成从几十纳秒到几十秒甚至更长时间的脉冲。

2.4 可重触发特性

这是74LS123的一个关键特性。当芯片被触发后，如果在一个输出脉冲周期结束之前再次接收到有效的触发信号，则当前正在进行的脉冲计时会被重置，并从头开始新的计时周期。这意味着输出脉冲的持续时间会延长，直到在设定的脉冲宽度时间内不再有新的触发信号到来。

这种特性在以下应用中非常有用：

缺失脉冲检测器： 如果输入脉冲链中断，74LS123的输出将恢复到其非触发状态，从而指示脉冲缺失。
看门狗定时器： 在微控制器系统中，74LS123可以作为看门狗定时器，如果微控制器未能定期“喂狗”（发送触发信号），74LS123的输出将翻转，可以用于复位系统。
脉冲展宽： 对于持续时间不确定的输入事件，74LS123可以将其“展宽”为一个固定最小宽度的脉冲，确保后续电路有足够的时间响应。

2.5 清除/复位功能（CLR）

每个单稳态单元都带有一个低电平有效的清除（CLR）输入端（1CLR/2CLR）。当此引脚被拉低时，无论当前的触发状态或计时进度如何，输出脉冲（Q端）都会立即终止，并强制恢复到其非触发状态（Q为低电平，$overline{ ext{Q}}$为高电平）。同时，内部计时器也会复位，为下一次触发做好准备。

这个功能在需要紧急停止脉冲或在特定条件下重置芯片状态时非常有用。例如，在一个自动化系统中，如果某个故障发生，可以通过拉低CLR引脚来立即停止所有相关的定时操作。

3. 74LS123应用场景

由于其独特的功能和灵活性，74LS123在电子设计中有着广泛的应用：

脉冲发生器： 生成特定宽度的脉冲信号，例如用于控制继电器、LED闪烁、步进电机驱动等。
延时电路： 实现信号的延时，例如在数字通信中同步信号、在控制系统中提供操作延时等。
定时器： 作为各种定时应用的基石，例如定时开关、时间间隔测量等。
频率分频器： 虽然不是其主要功能，但通过巧妙的外部连接，可以实现简单的频率分频。
缺失脉冲检测： 监测输入信号是否持续存在，如果信号中断则发出警报。
看门狗定时器： 在微控制器或嵌入式系统中，防止程序崩溃或死循环，当程序停止响应时触发复位。
波形整形： 将不规则的输入脉冲整形为固定宽度、更清晰的脉冲。
触摸传感器： 结合外部RC网络，可以用于简单的触摸感应应用，通过人体接触改变电容值来触发脉冲。
开关去抖动： 机械开关在闭合或断开时会产生抖动，74LS123可以用于消除这些抖动，确保只产生一个干净的脉冲信号。
数据总线仲裁： 在多主设备系统中，可以用于生成总线请求或总线授予的定时信号。

4. 74LS123与其他单稳态多谐振荡器的比较

在单稳态多谐振荡器家族中，除了74LS123，还有其他一些常见的芯片，例如555定时器（作为单稳态模式使用）和一些CMOS系列（如74HC123）。

与555定时器比较：

优点： 74LS123是可重触发的，而标准555定时器在单稳态模式下是不可重触发的。这意味着一旦555定时器被触发，在脉冲持续期间它将忽略所有后续的触发信号，直到当前脉冲结束。74LS123的触发输入是施密特触发器，对输入噪声具有更高的抗干扰能力。74LS123通常具有更快的响应速度和更精确的定时能力，特别是在较短的脉冲宽度下。此外，74LS123是双单元的，而555是单单元。
缺点： 555定时器在设置长延时时更具优势，因为它可以使用更大的RC值。555定时器的供电电压范围通常更宽。555定时器的电路连接相对简单。

与CMOS系列（如74HC123）比较：

优点： 74HC123是CMOS技术，通常具有更低的功耗和更宽的供电电压范围。在某些应用中，CMOS版本可能对电源噪声更不敏感。
缺点： 74LS123是LS（Low-power Schottky）技术，通常在速度上略有优势，但在高频应用中可能存在功耗和噪声问题。

选择哪种芯片取决于具体的应用需求，包括脉冲宽度范围、触发方式、是否需要重触发、功耗预算、电源电压以及成本等因素。

5. 使用74LS123的注意事项和设计技巧

在使用74LS123进行电路设计时，需要注意以下几点以确保其稳定可靠地工作：

电源去耦： 在VCC和GND引脚之间靠近芯片放置一个0.1$muF到1mu$F的陶瓷去耦电容。这有助于滤除电源噪声，确保芯片的稳定工作，特别是在高速开关或脉冲应用中。
RC网络的选择：

电阻R： 应选择高精度的金属膜电阻，以获得更好的定时精度。避免使用线绕电阻，因为它们可能引入电感效应。
电容C： 选择低ESR、低漏电流的电容至关重要。对于较短的脉冲（纳秒到微秒），陶瓷电容是理想选择。对于较长的脉冲（毫秒到秒），钽电容是更好的选择，因为它们具有更好的容量稳定性。避免使用普通电解电容，尤其是在需要高精度或宽温度范围的应用中。
布线： RC网络和芯片引脚之间的布线应尽可能短和粗，以减少寄生电阻和电感对计时精度的影响。

输入信号： 触发输入信号应具有清晰的上升沿或下降沿，并且电压摆幅应符合TTL逻辑电平标准。模糊的或缓慢变化的输入信号可能导致不稳定的触发。
未使用的引脚处理： 未使用的触发输入引脚（A或B）应根据其触发逻辑正确连接到VCC或GND，而不是悬空。未使用的CLR引脚应连接到VCC，以防止意外复位。
温度效应： RC网络的值会受到温度的影响，从而影响脉冲宽度。在对温度敏感的应用中，应考虑使用温度系数较低的电阻和电容，或者进行温度补偿设计。
重触发的应用： 在利用可重触发特性时，要确保触发信号的频率和持续时间与设定的脉冲宽度相匹配，以避免意外的脉冲延长或缩短。
负载能力： 74LS123的输出驱动能力有限。在驱动较大电流负载（如多个LED或继电器线圈）时，应使用缓冲器或晶体管进行驱动，以避免过载。