Electrónica Digital · Tema 12

Chips 74HCxx

Del símbolo al plástico: pines, alimentación, fan-out y el taller donde los LED obedecen.

01 · Punto de partida

El símbolo no tiene pines

Sabés qué hace cada puerta; falta dónde vive: pin 1 (muesca), Vcc 14, GND 7 en DIP-14, 100 nF pegado y entradas atadas. Con eso, cualquier 74HC anda a la primera.

  • ¿Cómo se lee un DIP-14?
  • ¿Qué pines alimentan y cuáles deciden?
  • ¿Cuánta carga aguanta una salida?
  • ¿Qué chips usarás en el curso?

02 · DIP-14

Muesca, 1, 14 y 7

Muesca arriba, pin 1 arriba-izquierda, numeración antihoraria. En 74HC00/08/32/86 las 4 puertas ocupan los mismos pines: puerta 1 = 1, 2 → 3; puerta 2 = 5, 6 → 4; puerta 3 = 9, 8 → 10; puerta 4 = 12, 13 → 11. El HC02 es distinto (salidas 1, 4, 10, 13).

Vcc/GND → 100nF →entradas atadas →LED con R

03 · Carga

4 mA cómodos, 25 mA nunca

Directo al LED

Tenue pero válido

4 mA con R de 1k: LED visible para depurar. Práctica estándar de taller.

Con transistor/buffer

Brillante y seguro

20 mA, relés, tiras: la puerta decide, otro alimenta (Tema 7).

Fan-out
Una salida HC maneja decenas de entradas HC (µA cada una) o ~10 LS: en este curso, nunca un problema.
Consumo
Reposo µA + dinámico (C×V²×f): a más frecuencia, más come. A 1 Hz no gasta nada.

04 · Familia del curso

Los 8 que importan

74HC del curso (todos DIP, 5 V).
ChipQué traeTema
HC046 NOT7
HC084 AND8
HC324 OR8
HC004 NAND9
HC024 NOR (otros pines)9
HC864 XOR10
HC1254 buffers tri-estado7
HC146 Schmitt (debounce)11

Bloques MSI (151, 138, 83, 85) llegan en los Temas 18–25 con la misma receta: Vcc, GND, desacople, entradas atadas.

05 · Pines en código

Mapa antes de cablear

Pinout de las 4 puertas más presupuesto de corriente.

Python en tu navegador. Preguntale al mapa antes de quemar protoboard.

PINES = {"HC00": [(1, 2, 3), (5, 6, 4), (9, 8, 10), (12, 13, 11)],
         "HC02": [(2, 3, 1), (5, 6, 4), (9, 8, 10), (13, 12, 11)]}

def puerta(chip, n, a, b, fn):
    e1, e2, s = PINES[chip][n - 1]
    y = fn(a, b)
    print(f"{chip} puerta {n}: pines {e1},{e2}->{s} {a},{b}->{y}")
    return y


puerta("HC00", 1, 1, 0, lambda a, b: 1 - (a and b))
puerta("HC02", 2, 1, 0, lambda a, b: 1 - (a or b))

HC00 puerta 1: pines 1,2→3. HC02 puerta 2: pines 5,6→4. ¿Y la puerta 4 del HC02?

Presupuesto de corriente

def presupuesto(n_leds_directos=4, i_led_ma=4.0, resto_ma=2.0):
    total = n_leds_directos * i_led_ma + resto_ma
    print(f"total={total:.0f}mA -> {'OK 7805' if total < 500 else 'revisar fuente'}")
    return total


presupuesto()
presupuesto(n_leds_directos=8)

06 · Analogía programador

Docs y sockets

  1. 1
    Datasheet = API docs.

    Pinout, límites y timing: se lee antes de usar, no después de quemar.

  2. 2
    DIP = interfaz estándar.

    Mismo paquete, distinta función: como puertos USB con otro protocolo adentro.

  3. 3
    Desacople = caché.

    Energía cerca y rápida: sin ella, cada conmutación es un viaje a memoria principal.

07 · Taller

Laboratorio: montaje virtual

Elegí chip, puerta y entradas: el laboratorio da Y, pines exactos y LED.

TALLER 12

Montaje virtual

HC08 · puerta 1 · Y=1

Y1
Pines in→out1, 2 → 3
LED (4 mA)● prendido
Vcc/GND14 / 7 + 100nF

HC08 puerta 1 (1,2→3): Y=1.

Preguntas para explorar

  1. Pasá a puerta 3 con A=1, B=0 en HC08. ¿Y? ¿Pines?
  2. Cambiá a HC86 con los mismos A/B. ¿Y? ¿Por qué cambia?
  3. ¿Qué pines alimentarías en mesa sí o sí? ¿Qué capacitor dónde?
Ver respuestas sugeridas
  1. 0, pines 9,8→10: AND con un 0 da 0 en cualquier puerta.
  2. 1 (1⊕0): otra función, mismos pines. El chip decide, no el mapa.
  3. 14 (5V) y 7 (GND); 100 nF entre 14 y 7 pegado al chip. Sin eso, rebotes fantasma.

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

«Vcc donde caiga»

Pin 14 y 7 en DIP-14 (casi) siempre: verificar igual, porque el HC02 y rarezas existen. Hoja primero.

«Sin 100 nF anda igual»

Anda hasta que conmutan varias puertas juntas: picos, glitches y resets fantasma. 100 nF no se negocia.

«LED de 20 mA directo»

La puerta da 4 mA cómoda (tenue): 20 mA piden transistor. LED brillante directo = puerta estresada.

«Puertas libres al aire»

Entradas de puertas sin usar atadas (AND→1, OR→0): flotando oscilan y contagian a las vecinas.

09 · Práctica guiada

Ejercicios de mesa

Ejercicio 1: primer montaje

HC08 puerta 1 como AND de dos botones (pull-down 10k), LED con 1k. Listá conexiones pin por pin.

Ver solución razonada

14→5V, 7→GND, 100nF 14-7; 1→botón A, 2→botón B, 3→1k→LED→GND. Puertas 2–4 con entradas a GND.

Ejercicio 2: LED brillante

El LED de 1k se ve poco. Diseñá driver con 2N2222 para 20 mA. ¿R de base? ¿R de LED?

Ver solución

LED: (5−2)/0,02 = 150 Ω. Base: (5−0,7)/0,002 = 2,2k (β≈100, Ib = 2 mA satura 20 mA). La puerta maneja 2 mA feliz.

Ejercicio 3: auditar protoboard

Circuito que “a veces” falla: checklist de 4 (Vcc/GND, desacople, flotantes, carga). ¿Orden de revisión?

Ver solución

1) 5V en pin 14, 2) 100nF, 3) entradas atadas, 4) LED con R. El 90 % de “a veces” vive en esos 4.

10 · Síntesis

Ideas para recordar

  • DIP-14: Vcc 14, GND 7, 100 nF pegado.
  • Puertas 1–4: (1,2→3), (5,6→4), (9,8→10), (12,13→11).
  • HC02 distinto: leer siempre la hoja.
  • 4 mA directo (tenue); 20 mA con transistor.
  • Libres atadas; checklist ante “a veces”.

Mesa lista. Ahora la teoría que achica circuitos: en el próximo tema, álgebra booleana.