什么是TTL电平?
TTL电平信号被运用的最多是由于一般数据表明选用二进制规则,+5V等价于逻辑1,0V等价于逻辑0,这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统,这是计算机处理器操控的设备内部各部分之间通讯的规范技能。
TTL电平信号关于计算机处理器操控的设备内部的数据传输是很抱负的,首要计算机处理器操控的设备内部的数据传输关于电源的要求不高以及热损耗也较低,别的TTL电平信号直接与集成电路衔接而不需求价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路;再者,计算机处理器操控的设备内部的数据传输是在高速下进行的,而TTL接口的操作恰能满意这个要求。TTL型通讯大多数情况下,是选用并行数据传输方法,而并行数据传输关于超越10英尺的间隔就不合适了。这是由于可靠性和本钱两面的原因。由于在并行接口中存在着偏相和不对称的问题,这些问题对可靠性均有影响;别的关于并行数据传输,电缆以及衔接器的费用比起串行通讯方法来也要高一些。
TTL电路的电平就叫TTL 电平,CMOS电路的电平就叫CMOS电平。
TTL集成电路的全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路(Transistor-Transistor Logic),主要有54/74系列规范TTL、高速型TTL(H-TTL)、低功耗型TTL(L-TTL)、肖特基型TTL(S-TTL)、低功耗肖特基型TTL(LS-TTL)五个系列。规范TTL输入高电平最小2V,输出高电平最小2.4V,典型值3.4V,输入低电平最大0.8V,输出低电平最大0.4V,典型值0.2V。S-TTL输入高电平最小2V,输出高电平最小Ⅰ类2.5V,Ⅱ、Ⅲ类2.7V,典型值3.4V,输入低电平最大0.8V,输出低电平最大0.5V。LS-TTL输入高电平最小2V,输出高电平最小Ⅰ类2.5V,Ⅱ、Ⅲ类2.7V,典型值3.4V,输入低电平最大Ⅰ类0.7V,Ⅱ、Ⅲ类0.8V,输出低电平最大Ⅰ类0.4V,Ⅱ、Ⅲ类0.5V,典型值0.25V。TTL电路的电源VDD供电只答应在+5V±10%规模内,扇出数为10个以下TTL门电路。
COMS集成电路是互补对称金属氧化物半导体(Compiementary symmetry metal oxide semicoductor)集成电路的英文缩写,电路的许多根本逻辑单元都是用增强型PMOS晶体管和增强型NMOS管依照互补对称方法衔接的,静态功耗很小。COMS电路的供电电压VDD规模比较广在+5–+15V均能正常作业,电压动摇答应±10,当输出电压高于VDD-0.5V时为逻辑1,输出电压低于VSS+0.5V(VSS为数字地)为逻辑0,扇出数为10–20个COMS门电路。
TTL电平信号被运用的最多是由于一般数据表明选用二进制规则,+5V等价于逻辑1,0V等价于逻辑0,这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统,这是计算机处理器操控的设备内部各部分之间通讯的规范技能。TTL电平信号关于计算机处理器操控的设备内部的数据传输是很抱负的,首要计算机处理器操控的设备内部的数据传输关于电源的要求不高以及热损耗也较低,别的TTL电平信号直接与集成电路衔接而不需求价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路;再者,计算机处理器操控的设备内部的数据传输是在高速下进行的,而TTL接口的操作恰能满意这个要求。TTL型通讯大多数情况下,是选用并行数据传输方法,而并行数据传输关于超越10英尺的间隔就不合适了。这是由于可靠性和本钱两面的原因。由于在并行接口中存在着偏相和不对称的问题,这些问题对可靠性均有影响;别的关于并行数据传输,电缆以及衔接器的费用比起串行通讯方法来也要高一些。CMOS电平缓TTL电平: CMOS电平电压规模在3~15V,比方4000系列当5V供电时,输出在4.6以上为高电平,输出在0.05V以下为低电平。输入在3.5V以上为高电平,输入在1.5V以下为低电平。而关于TTL芯片,供电规模在0~5V,常见都是5V,如74系列5V供电,输出在2.7V以上为高电平,输出在0.5V以下为低电平,输入在2V以上为高电平,在0.8V以下为低电平。因而,CMOS电路与TTL电路就有一个电平转化的问题,使两者电平域值能匹配。
TTL电平与CMOS电平的差异:
(一)TTL高电平3.6~5V,低电平0V~2.4V
CMOS电平Vcc可到达12V
CMOS电路输出高电平约为0.9Vcc,而输出低电平约为0.1Vcc。
CMOS电路不运用的输入端不能悬空,会形成逻辑紊乱。
TTL电路不运用的输入端悬空为高电平。
别的,CMOS集成电路电源电压能够在较大规模内改变,因而对电源的要求不像TTL集成电路那样严厉。用TTL电平,它们就能够兼容。
(二)TTL电平是5V,CMOS电平一般是12V。
由于TTL电路电源电压是5V,CMOS电路电源电压一般是12V。
5V的电平不能触发CMOS电路,12V的电平会损坏TTL电路,因而不能相互兼容匹配。
(三)TTL电平规范
输出 L: 0.8V ; H:>2.4V。
输入 L: 1.2V ; H:>2.0V
TTL器材输出低电平要小于0.8V,高电平要大于2.4V。输入,低于1.2V就认为是0,高于2.0就认为是1。
CMOS电平:
输出 L: 0.1*Vcc ; H:>0.9*Vcc。
输入 L: 0.3*Vcc ; H:>0.7*Vcc.
一般单片机、DSP、FPGA他们之间管束能否直接相连. 一般情况下,同电压的是能够的,不过最好是要好好查查技能手册上的VIL,VIH,VOL,VOH的值,看是否能够匹配(VOL要小于VIL,VOH要大于VIH,是指一个衔接傍边的)。有些在一般运用中没有问题,可是参数上便是有点不行匹配,在某些情况下或许就不行安稳,或许不同批次的器材就不能运转。
例如:74LS的器材的输出,接入74HC的器材。在一般情况下都能好好运转,可是,在参数上却是不匹配的,有些情况下就不能运转。
74LS和54系列是TTL电路,74HC是CMOS电路。假如它们的序号相同,则逻辑功用相同,但电气功能和动态功能略有不同。如,TTL的逻辑高电平为> 2.7V,CMOS为> 3.6V。假如CMOS电路的前一级为TTL则隐藏着不可靠危险,反之则没问题。
1.TTL电平:
输出高电平>2.4V,输出低电平0.4V。在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V。最小输入高电平缓低电平:输入高电平>=2.0V,输入低电平=0.8V,噪声容限是0.4V。
2.CMOS电平:
1逻辑电平电压接近于电源电压,0逻辑电平接近于0V。并且具有很宽的噪声容限。
3.电平转化电路:
由于TTL和COMS的凹凸电平的值不相同(ttl 5v==>cmos 3.3v),所以相互衔接时需求电平的转化:便是用两个电阻对电平分压,没有什么深邃的东西。
4.OC门,即集电极开路门电路,OD门,即漏极开路门电路,有必要外界上拉电阻和电源才干将开关电平作为凹凸电平用。不然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。
5.TTL和COMS电路比较:
1)TTL电路是电流操控器件,而coms电路是电压操控器件。
2)TTL电路的速度快,传输推迟时间短(5-10ns),可是功耗大。COMS电路的速度慢,传输推迟时间长(25-50ns),但功耗低。COMS电路自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)COMS电路的确定效应:
COMS电路由于输入太大的电流,内部的电流急剧增大,除非堵截电源,电流一向在增大。这种效应便是确定效应。当发生确定效应时,COMS的内部电流能到达40mA以上,很简单焚毁芯片。
防护办法:
1)在输入端和输出端加钳位电路,使输入和输出不超越不超越规则电压。
2)芯片的电源输入端加去耦电路,避免VDD端出现瞬间的高压。
3)在VDD和外电源之间加线流电阻,即便有大的电流也不让它进去。
4)当系统由几个电源别离供电时,开关要按下列次序:敞开时,先敞开COMS电路得电源,再敞开输入信号和负载的电源;封闭时,先封闭输入信号和负载的电源,再封闭COMS电路的电源。
6.COMS电路的运用注意事项
1)COMS电路时电压操控器件,它的输入总抗很大,对搅扰信号的捕捉才干很强。所以,不必的管脚不要悬空,要接上拉电阻或许下拉电阻,给它一个稳定的电平。
2)输入端接低内组的信号源时,要在输入端和信号源之间要串联限流电阻,使输入的电流约束在1mA之内。
3)当接长信号传输线时,在COMS电路端接匹配电阻。
4)当输入端接大电容时,应该在输入端和电容直接维护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。
5)COMS的输入电流超越1mA,就有或许烧坏COMS。
7.TTL门电路中输入端负载特性(输入端带电阻特殊情况的处理):
1)悬空时相当于输入端接高电平。由于这时能够看作是输入端接一个无穷大的电阻。
2)在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平,输入端出出现的是高电平而不是低电平。由于由TTL门电路的输入端负载特性可知,只要在输入端接的串联电阻小于910欧时,它输入来的低电平信号才干被门电路辨认出来,串联电阻再大的话输入端就一向出现高电平。这个必定要注意。COMS门电路就不必考虑这些了。
8.TTL电路有集电极开路OC门,MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门,它的输出就叫做开漏输出。OC门在截止时有漏电流输出,那便是漏电流,为什么有漏电流呢?那是由于当三机管截止的时分,它的基极电流约等于0,可是并不是真实的为0,通过三极管的集电极的电流也就不是真实的0,而是约0。而这个便是漏电流。开漏输出:OC门的输出便是开漏输出;OD门的输出也是开漏输出。它能够吸收很大的电流,可是不能向外输出的电流。
所以,为了能输入和输出电流,它运用的时分要跟电源和上拉电阻一齐用。OD门一般作为输出缓冲/驱动器、电平转化器以及满意吸收大负载电流的需求。
9.什么叫做图腾柱,它与开漏电路有什么差异?
TTL集成电路中,输出有接上拉三极管的输出叫做图腾柱输出,没有的叫做OC门。由于TTL便是一个三级关,图腾柱也便是两个三级管推挽相连。所以推挽便是图腾。