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单片机怎么匹配适宜的逻辑电平

单片机如何匹配合适的逻辑电平-常用的逻辑电平有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(5V TTL和5V CMOS)、3.3V系列,2.5V系列和1.8V系列。

一般单片机DSPFPGA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。

常用的逻辑电平有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL;RS232、RS422、LVDS等。其间TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为四类:5V系列(5V TTL和5V CMOS)、3.3V系列,2.5V系列和1.8V系列。

5V TTL和5V CMOS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。

输入高电平(Vih):确保逻辑门的输入为高电平时所答应的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则以为输入电平为高电平。

输入低电平(Vil):确保逻辑门的输入为低电平时所答应的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则以为输入电平为低电平。

输出高电平(Voh):确保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有必要大于此Voh。

输出低电平(Vol):确保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有必要小于此Vol。

阀值电平(Vt):数字电路芯片都存在一个阈值电平,便是电路刚刚牵强能翻转动作时的电平。它是一个界于Vil、Vih之间的电压值,关于CMOS电路的阈值电平,根本上是二分之一的电源电压值,但要确保安稳的输出,则有必要要求输入高电平》 Vih,输入低电平

TTL:Transistor-Transistor Logic 三极管结构。

Vcc:5V;VOH》=2.4V;VOL《=0.5V;VIH》=2V;VIL《=0.8V。

由于2.4V与5V之间还有很大闲暇,对改进噪声容限并没什么优点,又会白白增大体系功耗,还会影响速度。

所以后来就把一部分“砍”掉了。也便是后边的LVTTL。

LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。

3.3V LVTTL:

Vcc:3.3V;VOH》=2.4V;VOL《=0.4V;VIH》=2V;VIL《=0.8V。

2.5V LVTTL:

Vcc:2.5V;VOH》=2.0V;VOL《=0.2V;VIH》=1.7V;VIL《=0.7V。

更低的LVTTL不常用就先不讲了。多用在处理器等高速芯片,运用时检查芯片手册就OK了。

TTL运用留意:TTL电平一般过冲都会比较严重,或许在始端串22欧或33欧电阻; TTL电平输入脚悬空时是

内部以为是高电平。要下拉的话运用1k以下电阻下拉。TTL输出不能驱动CMOS输入。

CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。

Vcc:5V;VOH》=4.45V;VOL《=0.5V;VIH》=3.5V;VIL《=1.5V。

相对TTL有了更大的噪声容限,输入阻抗远大于TTL输入阻抗。对应3.3V LVTTL,呈现了LVCMOS,能够与3.3V的LVTTL直接彼此驱动。

3.3V LVCMOS:

Vcc:3.3V;VOH》=3.2V;VOL《=0.1V;VIH》=2.0V;VIL《=0.7V。

2.5V LVCMOS:

Vcc:2.5V;VOH》=2V;VOL《=0.1V;VIH》=1.7V;VIL《=0.7V。

CMOS运用留意:CMOS结构内部寄生有可控硅结构,当输入或输入管脚高于VCC必定值(比方一些芯片是0.7V)

时,电流足够大的话,或许引起闩锁效应,导致芯片的焚毁。

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范围内改变,因而对电源的要求不像TTL集成电路那样严厉。

用TTL电平他们就能够兼容

(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: 《0.4V ; H:》2.4V。

输入 L: 《0.8V ; H:》2.0V

TTL器材输出低电平要小于0.4V,高电平要大于2.4V。输入,低于0.8V就以为是0,高于2.0就以为是1。

CMOS电平:

输出 L: 《0.1*Vcc ; H:》0.9*Vcc。

输入 L: 《0.3*Vcc ; H:》0.7*Vcc.

以下的内容作为了解:

ECL:Emitter Coupled Logic 发射极耦合逻辑电路(差分结构)

Vcc=0V;Vee:-5.2V;VOH=-0.88V;VOL=-1.72V;VIH=-1.24V;VIL=-1.36V。

速度快,驱动能力强,噪声小,很简略到达几百M的运用。可是功耗大,需求负电源。为简化电源,呈现了

PECL(ECL结构,改用正电压供电)和LVPECL。

PECL:Pseudo/PosiTIve ECL

Vcc=5V;VOH=4.12V;VOL=3.28V;VIH=3.78V;VIL=3.64V

LVPELC:Low Voltage PECL

Vcc=3.3V;VOH=2.42V;VOL=1.58V;VIH=2.06V;VIL=1.94V

ECL、PECL、LVPECL运用留意:不同电平不能直接驱动。中心可用沟通耦合、电阻网络或专用芯片进行转化。

以上三种均为射随输出结构,有必要有电阻拉到一个直流偏置电压。(如多用于时钟的LVPECL:直流匹配时用

130欧上拉,一起用82欧下拉;沟通匹配时

用82欧上拉,一起用130欧下拉。但两种方法作业后直流电平都在1.95V左右。)

前面的电平规范摆幅都比较大,为下降电磁辐射,一起进步开关速度又推出LVDS电平规范。

LVDS:Low Voltage DifferenTIal Signaling

差分对输入输出,内部有一个恒流源3.5-4mA,在差分线上改变方向来表明0和1。经过外部的100欧匹配电

阻(并在差分线上接近接纳端)转化为±350mV的差分电平。

LVDS运用留意:能够到达600M以上,PCB要求较高,差分线要求严厉等长,差最好不超越10mil(0.25mm)。

100欧电阻离接纳端间隔不能超越500mil,最好控制在300mil以内。下面的电平用的或许不是许多,篇幅联络,只简略做一下介绍。假如感兴趣的话能够联络我。

CML:是内部做好匹配的一种电路,不需再进行匹配。三极管结构,也是差分线,速度能到达3G以上。只能

点对点传输。

GTL:类似CMOS的一种结构,输入为比较器结构,比较器一端接参阅电平,另一端接输入信号。1.2V电源供

电。

Vcc=1.2V;VOH》=1.1V;VOL《=0.4V;VIH》=0.85V;VIL《=0.75V

PGTL/GTL+:

Vcc=1.5V;VOH》=1.4V;VOL《=0.46V;VIH》=1.2V;VIL《=0.8V

HSTL是首要用于QDR存储器的一种电平规范:一般有V¬CCIO=1.8V和V¬¬CCIO=1.5V。和上面的

GTL类似,输入为输入为比较器结构,比较器一端接参阅电平(VCCIO/2),另一端接输入信号。对参阅电平

要求比较高(1%精度)。

SSTL首要用于DDR存储器。和HSTL根本相同。V¬¬CCIO=2.5V,输入为输入为比较器结构,比较器一

端接参阅电平1.25V,另一端接输入信号。对参阅电平要求比较高(1%精度)。

HSTL和SSTL大多用在300M以下。

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