TTL電平和CMOS電平總結(jié)1，TTL電平什么是TTL電平TTL電平信號(hào)被利用的最多是因?yàn)橥ǔ?shù)據(jù)表示采用二進(jìn)制規(guī)定，5V等價(jià)于邏輯“1”，0V等價(jià)于邏輯“0”，這被稱(chēng)做TTL晶體管晶體管邏輯電平信號(hào)系統(tǒng)，這是計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部各部分之間通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。TTL電平信號(hào)對(duì)于計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是很理想的，首先計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外TTL電平信號(hào)直接與集成電路連接而不需要價(jià)格昂貴的線(xiàn)路驅(qū)動(dòng)器以及接收器電路再者，計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下進(jìn)行的，而TTL接口的操作恰能滿(mǎn)足這個(gè)要求。TTL型通信大多數(shù)情況下，是采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，而并行數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于超過(guò)10英尺的距離就不適合了。這是由于可靠性和成本兩面的原因。因?yàn)樵诓⑿薪涌谥写嬖谥嗪筒粚?duì)稱(chēng)的問(wèn)題，這些問(wèn)題對(duì)可靠性均有影響。TTL電路不使用的輸入端懸空為高電平。輸出高電平24V,輸出低電平20V，輸入低電平CMOS33V，所以互相連接時(shí)需要電平的轉(zhuǎn)換就是用兩個(gè)電阻對(duì)電平分壓，沒(méi)有什么高深的東西。哈哈4，OC門(mén)，又稱(chēng)集電極開(kāi)路與非門(mén)門(mén)電路，OPENCOLLECTOROPENDRAIN。實(shí)際使用中,有時(shí)需要兩個(gè)或兩個(gè)以上與非門(mén)的輸出端連接在同一條導(dǎo)線(xiàn)上，將這些與非門(mén)上的數(shù)據(jù)狀態(tài)電平用同一條導(dǎo)線(xiàn)輸送出去。因此，需要一種新的與非門(mén)電路OC門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)“線(xiàn)與邏輯”。OC門(mén)主要用于3個(gè)方面1、實(shí)現(xiàn)與或非邏輯，用做電平轉(zhuǎn)換，用做驅(qū)動(dòng)器。由于OC門(mén)電路的輸出管的集電極懸空，使用時(shí)需外接一個(gè)上拉電阻RP到電源VCC。OC門(mén)使用上拉電阻以輸出高電平，此外為了加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力，上拉電阻阻值的選擇原則，從降低功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小。2、線(xiàn)與邏輯，即兩個(gè)輸出端包括兩個(gè)以上直接互連就可以實(shí)現(xiàn)“AND”的邏輯功能。在總線(xiàn)傳輸?shù)葘?shí)際應(yīng)用中需要多個(gè)門(mén)的輸出端并聯(lián)連接使用，而一般TTL門(mén)輸出端并不能直接并接使用，否則這些門(mén)的輸出管之間由于低阻抗形成很大的短路電流灌電流，而燒壞器件。在硬件上，可用OC門(mén)或三態(tài)門(mén)ST門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)。用OC門(mén)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)與，應(yīng)同時(shí)在輸出端口應(yīng)加一個(gè)上拉電阻。3、三態(tài)門(mén)ST門(mén)主要用在應(yīng)用于多個(gè)門(mén)輸出共享數(shù)據(jù)總線(xiàn)，為避免多個(gè)門(mén)輸出同時(shí)占用數(shù)據(jù)總線(xiàn)，這些門(mén)的使能信號(hào)EN中只允許有一個(gè)為有效電平如高電平，由于三態(tài)門(mén)的輸出是推拉式的低阻輸出，且不需接上拉負(fù)載電阻，所以開(kāi)關(guān)速度比OC門(mén)快，常用三態(tài)門(mén)作為輸出緩沖器。OD門(mén)，即漏極開(kāi)路門(mén)電路OPENDRAIN，必須外界上拉電阻和電源才能將開(kāi)關(guān)電平作為高低電平用。否則它一般只作為開(kāi)關(guān)大電壓和大電流負(fù)載，所以又叫做驅(qū)動(dòng)門(mén)電路。開(kāi)漏形式的電路有以下幾個(gè)特點(diǎn)1利用外部電路的驅(qū)動(dòng)能力，減少I(mǎi)C內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)。或驅(qū)動(dòng)比芯片電源電壓高的負(fù)載2可以將多個(gè)開(kāi)漏輸出的PIN，連接到一條線(xiàn)上。通過(guò)一只上拉電阻，在不增加任何器件的情況下，形成“與邏輯”關(guān)系。這也是I2C，SMBUS等總線(xiàn)判斷總線(xiàn)占用狀態(tài)的原理。如果作為圖騰輸出必須接上拉電阻。接容性負(fù)載時(shí)，下降延是芯片內(nèi)的晶體管，是有源驅(qū)動(dòng)，速度較快上升延是無(wú)源的外接電阻，速度慢。如果要求速度高電阻選擇要小，功耗會(huì)大。所以負(fù)載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。3可以利用改變上拉電源的電壓，改變傳輸電平。例如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。4開(kāi)漏PIN不連接外部的上拉電阻，則只能輸出低電平。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)漏是用來(lái)連接不同電平的器件，匹配電平用的。5正常的CMOS輸出級(jí)是上、下兩個(gè)管子，把上面的管子去掉就是OPENDRAIN了。這種輸出的主要目的有兩個(gè)電平轉(zhuǎn)換和線(xiàn)與。6由于漏級(jí)開(kāi)路，所以后級(jí)電路必須接一上拉電阻，上拉電阻的電源電壓就可以決定輸出電平。這樣你就可以進(jìn)行任意電平的轉(zhuǎn)換了。7線(xiàn)與功能主要用于有多個(gè)電路對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行拉低操作的場(chǎng)合，如果本電路不想拉低，就輸出高電平，因?yàn)镺PENDRAIN上面的管子被拿掉，高電平是靠外接的上拉電阻實(shí)現(xiàn)的。而正常的CMOS輸出級(jí)，如果出現(xiàn)一個(gè)輸出為高另外一個(gè)為低時(shí)，等于電源短路。8OPENDRAIN提供了靈活的輸出方式，但是也有其弱點(diǎn)，就是帶來(lái)上升沿的延時(shí)。因?yàn)樯仙厥峭ㄟ^(guò)外接上拉無(wú)源電阻對(duì)負(fù)載充電，所以當(dāng)電阻選擇小時(shí)延時(shí)就小，但功耗大反之延時(shí)大功耗小。所以如果對(duì)延時(shí)有要求，則建議用下降沿輸出。5，TTL和COMS電路比較1TTL電路是電流控制器件，而COMS電路是電壓控制器件。2TTL電路的速度快，傳輸延遲時(shí)間短510NS，但是功耗大。COMS電路的速度慢，傳輸延遲時(shí)間長(zhǎng)2550NS,但功耗低。COMS電路本身的功耗與輸入信號(hào)的脈沖頻率有關(guān)，頻率越高，芯片集越熱，這是正?，F(xiàn)象。3COMS電路的鎖定效應(yīng)COMS電路由于輸入太大的電流，內(nèi)部的電流急劇增大，除非切斷電源，電流一直在增大。這種效應(yīng)就是鎖定效應(yīng)。當(dāng)產(chǎn)生鎖定效應(yīng)時(shí)，COMS的內(nèi)部電流能達(dá)到40MA以上，很容易燒毀芯片。防御措施1在輸入端和輸出端加鉗位電路，使輸入和輸出不超過(guò)不超過(guò)規(guī)定電壓。2芯片的電源輸入端加去耦電路，防止VDD端出現(xiàn)瞬間的高壓。3在VDD和外電源之間加線(xiàn)流電阻，即使有大的電流也不讓它進(jìn)去。4當(dāng)系統(tǒng)由幾個(gè)電源分別供電時(shí)，開(kāi)關(guān)要按下列順序開(kāi)啟時(shí)，先開(kāi)啟COMS電路得電源，再開(kāi)啟輸入信號(hào)和負(fù)載的電源關(guān)閉時(shí)，先關(guān)閉輸入信號(hào)和負(fù)載的電源，再關(guān)閉COMS電路的電源。6，COMS電路的使用注意事項(xiàng)1COMS電路時(shí)電壓控制器件，它的輸入總抗很大，對(duì)干擾信號(hào)的捕捉能力很強(qiáng)。所以，不用的管腳不要懸空，要接上拉電阻或者下拉電阻，給它一個(gè)恒定的電平。2輸入端接低內(nèi)組的信號(hào)源時(shí)，要在輸入端和信號(hào)源之間要串聯(lián)限流電阻，使輸入的電流限制在1MA之內(nèi)。3當(dāng)接長(zhǎng)信號(hào)傳輸線(xiàn)時(shí)，在COMS電路端接匹配電阻。4當(dāng)輸入端接大電容時(shí)，應(yīng)該在輸入端和電容間接保護(hù)電阻。電阻值為RV0/1MAV0是外界電容上的電壓。5COMS的輸入電流超過(guò)1MA，就有可能燒壞COMS。7，TTL門(mén)電路中輸入端負(fù)載特性輸入端帶電阻特殊情況的處理1懸空時(shí)相當(dāng)于輸入端接高電平。因?yàn)檫@時(shí)可以看作是輸入端接一個(gè)無(wú)窮大的電阻。2在門(mén)電路輸入端串聯(lián)10K電阻后再輸入低電平，輸入端出呈現(xiàn)的是高電平而不是低電平。因?yàn)橛蒚TL門(mén)電路的輸入端負(fù)載特性可知，只有在輸入端接的串聯(lián)電阻小于910歐時(shí)，它輸入來(lái)的低電平信號(hào)才能被門(mén)電路識(shí)別出來(lái)，串聯(lián)電阻再大的話(huà)輸入端就一直呈現(xiàn)高電平。這個(gè)一定要注意。COMS門(mén)電路就不用考慮這些了。8，TTL電路有集電極開(kāi)路OC門(mén)，MOS管也有和集電極對(duì)應(yīng)的漏極開(kāi)路的OD門(mén)，它的輸出就叫做開(kāi)漏輸出。OC門(mén)在截止時(shí)有漏電流輸出，那就是漏電流，為什么有漏電流呢那是因?yàn)楫?dāng)三機(jī)管截止的時(shí)候，它的基極電流約等于0，但是并不是真正的為0，經(jīng)過(guò)三極管的集電極的電流也就不是真正的0，而是約0。而這個(gè)就是漏電流。開(kāi)漏輸出OC門(mén)的輸出就是開(kāi)漏輸出OD門(mén)的輸出也是開(kāi)漏輸出。它可以吸收很大的電流，但是不能向外輸出的電流。所以，為了能輸入和輸出電流，它使用的時(shí)候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD門(mén)一般作為輸出