TTL电平兼容方法

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TTL电平协议电平转换的五要素(1)电平兼容解决电平转换问题,最根本的就是要解决逻辑器件接口的电平兼容问题。而电平兼容原则就两条:VOHVIHVOLVIL再简单不过了!当然,考虑抗干扰能力,还必须有一定的噪声容限:|VOH-VIH|VN+|VOL-VIL|VN-其中,VN+和VN-表示正负噪声容限。只要掌握这个原则,熟悉各类器件的输入输出特性,可以很自然地找到合理方案,如前面的方案(3)(4)都是正确利用器件输入特性的例子。(2)电源次序多电源系统必须注意的问题。某些器件不允许输入电平超过电源,如果没有电源时就加上输入,很可能损坏芯片。这种场合性能最好的办法可能就是方案(5)——164245。如果速度允许,方案(1)(7)也可以考虑。(3)速度/频率某些转换方式影响工作速度,所以必须注意。像方案(1)(2)(6)(7),由于电阻的存在,通过电阻给负载电容充电,必然会影响信号跳沿速度。为了提高速度,就必须减小电阻,这又会造成功耗上升。这种场合方案(3)(4)是比较理想的。(4)输出驱动能力如果需要一定的电流驱动能力,方案(1)(2)(6)(7)就都成问题了。这一条跟上一条其实是一致的,因为速度问题的关键就是对负载电容的充电能力。(5)路数某些方案元器件较多,或者布线不方便,路数多了就成问题了。例如总线地址和数据的转换,显然应该用方案(3)(4),采用总线缓冲器芯片(245,541,16245...),或者用方案(5)。RS232的电平是多少呢?RS232电平发送器为+5V~+15V为逻辑负,-5V~-15V为逻辑正接收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约15米,最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的,其驱动器负载为3~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。RS485的电平是多少呢?发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态1,负电平在-2~-6V,是另一个逻辑状态0。(具体数值可能有误,回头测试一下!)当在收端AB之间有大于+200mV的电平时,输出正逻辑电平,小于-200mV时,输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。TTL电平是多少呢?TTL电平为2.0V~5V为逻辑正,0~0.8V为逻辑负CMOS电路的电平是多少?CMOS电平:输出逻辑1电平电压接近于电源电压,逻辑电平0接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。输入逻辑1电平电压大于电源电压的1/2VCC~VCC;输入逻辑0电平电压小于电源电压的1/2VCC~gnd;逻辑电平的一些概念要了解逻辑电平的内容,首先要知道以下几个概念的含义:1:输入高电平(Vih):保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则认为输入电平为高电平。2:输入低电平(Vil):保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则认为输入电平为低电平。3:输出高电平(Voh):保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值,逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。4:输出低电平(Vol):保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值,逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。5:阀值电平(Vt):数字电路芯片都存在一个阈值电平,就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是一个界于Vil、Vih之间的电压值,对于CMOS电路的阈值电平,基本上是二分之一的电源电压值,但要保证稳定的输出,则必须要求输入高电平Vih,输入低电平Vil,而如果输入电平在阈值上下,也就是Vil~Vih这个区域,电路的输出会处于不稳定状态。对于一般的逻辑电平,以上参数的关系如下:VohVihVtVilVol。6:Ioh:逻辑门输出为高电平时的负载电流(为拉电流)。7:Iol:逻辑门输出为低电平时的负载电流(为灌电流)。8:Iih:逻辑门输入为高电平时的电流(为灌电流)。9:Iil:逻辑门输入为低电平时的电流(为拉电流)。门电路输出极在集成单元内不接负载电阻而直接引出作为输出端,这种形式的门称为开路门。开路的TTL、CMOS、ECL门分别称为集电极开路(OC)、漏极开路(OD)、发射极开路(OE),使用时应审查是否接上拉电阻(OC、OD门)或下拉电阻(OE门),以及电阻阻值是否合适。对于集电极开路(OC)门,其上拉电阻阻值RL应满足下面条件:(1):RL(VCC-Voh)/(n*Ioh+m*Iih)(2):RL(VCC-Vol)/(Iol+m*Iil)其中n:线与的开路门数;m:被驱动的输入端数。:常用的逻辑电平·逻辑电平:有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL;RS232、RS422、LVDS等。·其中TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为四类:5V系列(5VTTL和5VCMOS)、3.3V系列,2.5V系列和1.8V系列。·5VTTL和5VCMOS逻辑电平是通用的逻辑电平。·3.3V及以下的逻辑电平被称为低电压逻辑电平,常用的为LVTTL电平。·低电压的逻辑电平还有2.5V和1.8V两种。·ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。·RS-422/485和RS-232是串口的接口标准,RS-422/485是差分输入输出,RS-232是单端输入输出。

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