Ch13-电平匹配

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电平匹配主要内容

信息

主要内容

学院 逻辑电平概念

逻辑电平匹配

逻辑电平标准

逻辑电平转换

逻辑电平-TI器件

逻辑电平简介 LVTTL电平

LVCMOS电平 TTL电平

CMOS电平

EIA电平

逻辑电平简介

1:TTL和CMOS器件的功能分类

z按功能进行划分,逻辑器件可以大概分为以下几类:门电路和反相器、选择器、译码器、计数器、寄存器、触发器、锁存器、缓冲驱动器、收发器、总线开关、背板驱动器等。

存缓冲收总线关背等z1)门电路和反相器

¾逻辑门主要有与门74X08、与非门74X00、或门74X32、或非门74X02、异或门74X86、反相器74X04等。

z2)选择器

¾选择器主要有2-1、4-1、8-1选择器74X157、74X153、74X151等。

z3)编/译码器

¾编/译码器主要有2/4、3/8和4/16译码器74X139、74X138、

74X154等。

z4)计数器

¾计数器主要有同步计数器74X161和异步计数器74X393等。

逻辑电平简介

1:TTL和CMOS器件的功能分类

z5)寄存器

¾寄存器主要有串-并移位寄存器74X164和并-串寄存器74X165等。

z6)触发器

¾触发器主要有J-K触发器、带三态的D触发器74X374、不带三态的D触发器74X74、施密特触发器等。

施密特触发器等

z7)锁存器

¾锁存器主要有D型锁存器74X373、74X573、寻址锁存器74X259等。

寻址锁存器等z8)缓冲驱动器

¾缓冲驱动器主要有带反向的缓冲驱动器74X240和不带反向的缓冲驱动器74X244等。

z9)收发器

¾收发器主要有寄存器收发器74X543、通用收发器74X245器等。

逻辑电平简介

1:TTL和CMOS器件的功能分类

z10)总线开关

¾总线开关主要包括总线交换和通用总线器件等。

z11)背板驱动器

¾背板驱动器主要包括TTL或LVTTL电平与GTL/GTL+(GTLP)或BTL之间的电平转换器件。

间的电平转换器件

逻辑电平简介

2:TTL和MOS逻辑器件的工艺分类特点

z按工艺特点进行划分,逻辑器件可以分为Bipolar、CMOS、BiCMOS等工艺,其中包括器件系列有:

z Bipolar(双极)工艺的器件有:5V器件。TTL、S、LS、

Bi l(双极)工艺的器件有器件

AS、F、ALS。

z CMOS工艺的器件有:5V器件。HC、HCT、CD4000、FCT、

CBT、AHC、AHCT、AVC、GTLP;3.3V器件。LVC、LV、

ALVC、CBTLV。

z BiCMOS工艺的器件有:5V/3.3V器件。BCT、ABT、LVT、

ALVT、ALB。

逻辑电平简介

3:TTL和CMOS逻辑器件的电平分类特点

z TTL和CMOS的电平主要有以下几种:5V TTL/CMOS、3.3V

TTL/CMOS电平、2.5V CMOS电平等。

z5V的逻辑器件

z5V器件包含TTL、S、LS、ALS、AS、HCT、HC、BCT、

74F、ACT、AC、AHCT、AHC、ABT、AHC等系列器件

z3.3V及以下的逻辑器件

z包含LV的和V系列及AHC和AC系列,主要有LV、LVC、ALVC、LVT、ALB等系列器件。

逻辑电平参数:输出与输入的驱动关系

输出极限参数:VOL,VOH 输入极限参数:VIL,VIH

Output 0VOH Input 0VIH 确保

要求

VCC

VOH VIH Output 0

Input 0

VOL

VIL

输出特性

输入特性

逻辑电平简介

TTL和CMOS的逻辑电平关系如下图所示:

说明:

红色为阈值电压,绿色为标准电平

逻辑电平匹配判断

判断TTL和LVTTL的方法

z MAX MIN Threshold

z VIL=0.8V,VIH=2.0V VTH=1.5V

z VOL=0.4V,VOH=2.4V

判断CMOS的方法

z MAX MIN Threshold

z VIL=1.5V,VIH=3.5V VTH=0.5VCC

VIL=15V VIH=35V VTH=05VCC

z VOL=0.5V,VOH=4.5V

判断LVCMOS的方法:2.7V~3.3V

:27V33V

z MAX MIN Threshold

VIL02VCC VIH07VCC VTH05VCC z VIL=0.2VCC VIH=0.7VCC VTH=0.5VCC z VOL=0.1V VOH=VCC-0.1V

电平转换““规则

规则””

电平转换

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:

z VOH>VIH

z VOL

当然,考虑抗干扰能力,还必须有定的噪声容限:当然,考虑抗干扰能力,还必须有一定的噪声容限:z|VOH-VIH|>VN+

z|VOL VIL|>VN

|VOL-VIL|VN-

z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,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。

都是正确利用器件输入特性的例子

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