逻辑电平是干啥的?“TTL电平”最常用于有关电专业,如:电路、数字电路、微机原理与接口技术、单片机等课程中都有所涉及在数字电路中只有两种电平(高和低)高电平 5V、低电平0V.同样运用比较广泛的还有CMOS电平、232电平、485电平等,我来为大家科普一下关于逻辑电平是干啥的?以下内容希望对你有帮助!
“TTL电平”最常用于有关电专业,如:电路、数字电路、微机原理与接口技术、单片机等课程中都有所涉及。在数字电路中只有两种电平(高和低)高电平 5V、低电平0V.同样运用比较广泛的还有CMOS电平、232电平、485电平等。
TTL电路
TTL集成电路的主要型式为晶体管-晶体管逻辑门(transistor-transistor logic gate),TTL大部分都采用5V电源。
1.输出高电平Uoh和输出低电平Uol
Uoh≥2.4V,Uol≤0.4V
2.输入高电平和输入低电平
Uih≥2.0V,Uil≤0.8V
cmos电路
CMOS电路是电压控制器件,输入电阻极大,对于干扰信号十分敏感,因此不用的输入端不应开路,接到地或者电源上。CMOS电路的优点是噪声容限较宽,静态功耗很小。
1.输出高电平Uoh和输出低电平Uol
Uoh≈VCC,Uol≈GND
2.输入高电平Uoh和输入低电平Uol
Uih≥0.7VCC,Uil≤0.2VCC(VCC为电源电压,GND为地)
从上面可以看出:
在同样5V电源电压情况下,cmos电路可以直接驱动TTL,因为CMOS的输出高电平大于2.0V,输出低电平小于0.8V;而TTL电路则不能直接驱动CMOS电路,TTL的输出高电平为大于2.4V,如果落在2.4V~3.5V之间,则CMOS电路就不能检测到高电平,低电平小于0.4V满足要求,所以在TTL电路驱动cmos电路时需要加上拉电阻。如果出现不同电压电源的情况,也可以通过上面的方法进行判断。
如果电路中出现3.3V的cmos电路去驱动5V cmos电路的情况,如3.3V单片机去驱动74HC,这种情况有以下几种方法解决,最简单的就是直接将74HC换成74HCT(74系列的输入输出在下面有介绍)的芯片,因为3.3V CMOS可以直接驱动5V的TTL电路;或者加电压转换芯片;还有就是把单片机的I/O口设为开漏,然后加上拉电阻到5V,这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小,以保证信号的上升沿时间。
74系列简介
74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片,74系列中分为很多种,而我们平时用得最多的应该是以下几种:74LS,74HC,74HCT这三种,这三种系列在电平方面的区别如下:
输入电平输出电平
74LS TTL电平TTL电平
74HC cmos电平cmos电平
74HCT TTL电平cmos电平
TTL和CMOS电平
1、TTL电平(什么是TTL电平):
输出高电平>2.4V,输出低电平=2.0V,输入低电平cmos 3.3v),所以互相连接时需要电平的转换:就是用两个电阻对电平分压,没有什么高深的东西。
2、OC门,即集电极开路门电路,OD门,即漏极开路门电路,必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载,所以又叫做驱动门电路。
3、TTL和cmos电路比较:
1)TTL电路是电流控制器件,而CMOS电路是电压控制器件。
2)TTL电路的速度快,传输延迟时间短(5-10ns),但是功耗大。cmos电路的速度慢,传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。cmos电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关,频率越高,芯片集越热,这是正常现象。
3)cmos电路的锁定效应:
cmos电路由于输入太大的电流,内部的电流急剧增大,除非切断电源,电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时,cmos的内部电流能达到40mA以上,很容易烧毁芯片。
防御措施:1)在输入端和输出端加钳位电路,使输入和输出不超过不超过规定电压。2)芯片的电源输入端加去耦电路,防止VDD端出现瞬间的高压。3)在VDD和外电源之间加限流电阻,即使有大的电流也不让它进去。4)当系统由几个电源分别供电时,开关要按下列顺序:开启时,先开启cmos路得电源,再开启输入信号和负载的电源;关闭时,先关闭输入信号和负载的电源,再关闭cmos电路的电源。
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