Dual 4-bit Binary Counters The HD74HC393 is a dual 4-bit binary ripple counter manufactured by Renesas.  

**Key Specifications:**  
- **Logic Family:** HC (High-speed CMOS)  
- **Supply Voltage Range:** 2 V to 6 V  
- **Operating Temperature Range:** -40°C to +85°C  
- **High-Speed Operation:** Typical propagation delay of 13 ns at 5 V  
- **Low Power Consumption:** Maximum quiescent supply current of 4 µA at 5 V  
- **Output Current:** ±5.2 mA at 5 V  
- **Package Options:** SOP-14, TSSOP-14  
- **Reset Function:** Asynchronous master reset (active LOW)  
- **Compatibility:** Inputs and outputs compatible with TTL levels  

**Functional Description:**  
- Contains two independent 4-bit ripple counters  
- Each counter has a clock input (CP) and a reset input (MR)  
- Outputs toggle on the HIGH-to-LOW clock transition  

**Applications:**  
- Frequency division  
- Time delay circuits  
- General digital counting applications  

Note: Always refer to the official datasheet for detailed electrical characteristics and timing diagrams.

Dual 4-bit Binary Counters # Technical Documentation: HD74HC393 Dual 4-Bit Binary Counter

## 1. Application Scenarios

### 1.1 Typical Use Cases
The HD74HC393 is a dual 4-bit binary ripple counter containing two independent counter circuits, each with a clear function. Typical applications include:

-  Frequency Division : Each counter can divide input frequencies by factors of 2, 4, 8, or 16
-  Event Counting : Counting pulses in digital systems with maximum frequency of 70 MHz (typical at 5V)
-  Timing Generation : Creating precise timing intervals in microcontroller and digital logic systems
-  Address Generation : Generating sequential addresses in memory systems
-  Digital Clocks : Building blocks for clock dividers in timekeeping circuits

### 1.2 Industry Applications
-  Consumer Electronics : Remote controls, digital clocks, and timing circuits
-  Industrial Control : Production line counters, process timing, and event logging
-  Telecommunications : Frequency synthesizers and clock management systems
-  Automotive : Dashboard displays, sensor pulse counting, and timing modules
-  Embedded Systems : Microcontroller peripheral expansion and timing functions

### 1.3 Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High-Speed Operation : Typical propagation delay of 13 ns at 5V
-  Low Power Consumption : CMOS technology provides low static power dissipation
-  Wide Operating Voltage : 2V to 6V supply voltage range
-  Independent Counters : Two separate counters allow flexible system design
-  Direct Clear Function : Synchronous reset capability for both counters

 Limitations: 
-  Ripple Counter Architecture : Asynchronous operation may cause timing skew in parallel outputs
-  Limited Maximum Frequency : 70 MHz maximum at 5V may be insufficient for very high-speed applications
-  No Preset Capability : Cannot be preset to arbitrary values without external logic
-  Temperature Sensitivity : Performance varies with temperature (-40°C to +85°C operating range)

## 2. Design Considerations

### 2.1 Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Metastability in Asynchronous Systems 
-  Problem : When using the clear function asynchronously, metastable states may occur
-  Solution : Synchronize clear signals with the system clock or use synchronous design practices

 Pitfall 2: Power Supply Noise 
-  Problem : High-speed switching can cause current spikes affecting adjacent circuits
-  Solution : Implement proper decoupling capacitors (100 nF ceramic close to VCC pin)

 Pitfall 3: Output Loading Issues 
-  Problem : Excessive capacitive loading reduces maximum operating frequency
-  Solution : Limit fan-out to 10 LSTTL loads maximum and use buffer drivers for high-capacitance loads

 Pitfall 4: Unused Input Handling 
-  Problem : Floating inputs can cause unpredictable behavior and increased power consumption
-  Solution : Tie unused inputs (CLR) to appropriate logic levels (VCC or GND)

### 2.2 Compatibility Issues with Other Components

 Voltage Level Compatibility: 
-  5V Systems : Directly compatible with standard TTL and other 5V CMOS devices
-  3.3V Systems : Requires level shifting when interfacing with lower voltage devices
-  Mixed Voltage Systems : Use appropriate level translators when connecting to devices with different voltage requirements

 Timing Considerations: 
-  Clock Synchronization : When cascading counters, consider propagation delays (typical 13 ns CLK to Q)
-  Setup and Hold Times : Ensure minimum 5 ns setup time and 0 ns hold time for reliable operation
-  Clear Timing : CLR pulse width minimum of 10 ns at 5V

 Load Compatibility: 
-  Fan-out Capability : Can drive up to

Dual 4-bit Binary Counters The HD74HC393 is a dual 4-bit binary ripple counter manufactured by Hitachi (HIT). Here are its key specifications:

1. **Logic Family**: HC (High-speed CMOS)
2. **Supply Voltage Range**: 2V to 6V
3. **Operating Temperature Range**: -40°C to +85°C
4. **High Noise Immunity**: Typical of HC logic
5. **Low Power Consumption**: Comparable to standard CMOS
6. **Output Current**: ±4mA (at VCC = 4.5V)
7. **Propagation Delay**: Typically 15ns (at VCC = 4.5V)
8. **Package Options**: DIP (Dual In-line Package), SOP (Small Outline Package)
9. **Reset Function**: Asynchronous master reset for both counters
10. **Compatibility**: Directly interfaces with TTL and CMOS logic levels

Note: These specifications are based on standard HC393 characteristics; always verify with the official datasheet for exact values.

Dual 4-bit Binary Counters # Technical Documentation: HD74HC393 Dual 4-Bit Binary Counter

## 1. Application Scenarios

### 1.1 Typical Use Cases
The HD74HC393 is a dual 4-bit binary ripple counter containing two independent counter circuits, each with a clear function. Each counter consists of four master-slave flip-flops internally connected to provide a divide-by-two counter and a three-stage binary counter for which the count cycle length is divide-by-eight.

 Primary applications include: 
-  Frequency Division : Each counter section can divide input frequencies by factors of 2, 4, 8, or 16
-  Event Counting : Counting pulses in digital systems with maximum frequency of 70 MHz (typical at VCC = 5V)
-  Timing Generation : Creating precise timing intervals when combined with crystal oscillators
-  Address Generation : In memory systems requiring sequential addressing
-  Digital Clocks : Building blocks for seconds/minutes counters in digital timepieces

### 1.2 Industry Applications
-  Consumer Electronics : Remote controls, digital clocks, appliance timers
-  Automotive Systems : Odometer circuits, RPM counters, timing modules
-  Industrial Control : Production line counters, process timing controls
-  Telecommunications : Frequency synthesizers, clock recovery circuits
-  Test Equipment : Frequency counters, pulse generators
-  Embedded Systems : Microcontroller peripheral for extending timer capabilities

### 1.3 Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High-Speed Operation : Typical propagation delay of 13 ns at VCC = 5V
-  Low Power Consumption : CMOS technology provides typical ICC of 4 μA (static)
-  Wide Operating Voltage : 2V to 6V supply range
-  Independent Counters : Two separate counters in one package save board space
-  Asynchronous Clear : Immediate reset capability for both counters
-  Standard Pinout : Compatible with industry-standard 74HC393 devices

 Limitations: 
-  Ripple Counter Architecture : Propagation delays accumulate through stages, limiting synchronous applications
-  No Preset Capability : Cannot be preset to arbitrary values
-  Maximum Frequency Limitation : 70 MHz maximum at 5V, decreasing at lower voltages
-  Output Loading : Limited drive capability (4 mA at VCC = 5V)
-  Temperature Range : Commercial grade (0°C to +70°C) limits extreme environment use

## 2. Design Considerations

### 2.1 Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Metastability in Asynchronous Circuits 
-  Problem : When clear signal is released near clock edges, counters may enter metastable states
-  Solution : Ensure clear signal meets setup/hold times relative to clock (typically 10 ns setup, 5 ns hold)

 Pitfall 2: Power Supply Noise 
-  Problem : CMOS devices are sensitive to power supply transients causing false counting
-  Solution : Implement 0.1 μF ceramic decoupling capacitor within 10 mm of VCC pin

 Pitfall 3: Clock Signal Integrity 
-  Problem : Slow clock edges can cause multiple counting or oscillations
-  Solution : Ensure clock rise/fall times < 500 ns, use Schmitt trigger buffers if needed

 Pitfall 4: Output Loading Issues 
-  Problem : Excessive capacitive loading slows output transitions
-  Solution : Limit load capacitance to 50 pF maximum, use buffer for higher loads

### 2.2 Compatibility Issues with Other Components

 Voltage Level Compatibility: 
-  With 5V TTL : Directly compatible when VCC = 5V (HC inputs recognize TTL levels)
-  With 3.3V Logic : Requires level shifting when driving 5V outputs to