本篇主要介紹TTL/CMOS電平的互連、OC/OD的互連,其余單端邏輯電平的互連可參考相關器件規范、電平規范。
1、TTL/CMOS互連
常用的TTL和CMOS電平主要是5V TTL、5V CMOS、3.3VTTL、3.3V CMOS、3.3V/5V Tol(輸入時3.3V邏輯電平,但是可以接受5V的信號輸入)等,隨著處理器電壓越來越低,現在1.8V CMOS等低電壓的邏輯電平也越來越普及了。
針對各種單端邏輯電平,只要上一級的輸出電壓不滿足下一級的輸入電壓,就不能直接進行互連,后續會專門介紹邏輯電平的轉換。
5V TTL門作驅動源 |
驅動3.3V TTL/CMOS |
通過LVC/LVT系列器件(為TTL/CMOS邏輯電平輸入,LVTTL邏輯電平輸出)進行轉換。 |
驅動5V CMOS |
上拉5V電阻,或使用AHCT系列器件(為5VTTL輸入、5VCMOS輸出)進行轉換。 |
|
5V CMOS門作驅動源 |
驅動3.3V TTL/CMOS |
通過LVC/LVT器件(輸入是TTL/CMOS邏輯電平,輸出是LVTTL邏輯電平)進行轉換。 |
3.3V TTL/CMOS門作驅動源 |
驅動5V CMOS |
使用AHCT系列器件(為5V TTL輸入、5VCMOS輸出)進行轉換(3.3V TTL電平(LVTTL)與5V TTL電平可以互連)。 |
驅動2.5V CMOS |
使用LV、LVC、AVC、ALVT系列器件來進行3.3VTTL/CMOS邏輯電平到2.5V CMOS邏輯電平的轉換。 |
|
2.5V CMOS門作驅動源 |
驅動3.3V TTL/CMOS |
使用雙軌器件SN74LVCC3245A來進行2.5V邏輯電平到3.3V邏輯電平的轉換。 |
***上表中的所有互連方式都可以通過外部MOS管等分離器件搭建。
2、OC/OD互連
針對OC/OD邏輯門,為了保證輸出高電平的值,必須進行外部上拉處理,上拉電阻的選取可以參考相關總線的標準,也可以參考《I2C Bus Pull up Resistor Calculation》、《Choosing an Appropriate Pull-up/Pull-down Resistor for Open Drain Outputs》等文章。相同電壓的OC/OD邏輯電平可以直接互連,不同電壓的OC/OD需要進行電平轉換,可以采用獨立的MOS管搭建,也可以采用專門的OC/OD總線轉換芯片實現(專用芯片的節本架構也是基于MOS管的,只是多了外圍電路以及一些輔助的功能電路)。下面就針對采用MOS管進行OC/OD電平轉換進行介紹,使用專用芯片進行轉換的方式后續再介紹。
針對上述電路分析如下:
a、3.3V→5V轉換過程:
- 3.3V端輸出低電平時(0V),MOS管導通,5V端輸出是低電平(0V);
- 3.3V端輸出高電平時(3.3V),MOS管截止,5V端輸出是高電平(5V上拉);
- 3.3V端輸出高阻時(OC/OD),MOS管截止,5V端輸出是高電平(5V上拉)。
b、5V→3.3V轉換過程:
- 5V端輸出低電平時(0V),MOS管內的寄生二極管導通,從而使MOS管導通,3.3V端輸出是低電平(0V);
- 5V端輸出高電平時(5V),MOS管截止,3.3V端輸出是高電平(3.3V上拉);
- 5V端輸出高阻時(OC/OD),MOS管截止,3.3V端輸出是高電平(3.3V上拉)。
以上就是針對TTL/CMOS,OC/OD邏輯電平的互連介紹,后續會針對專門的邏輯電平轉換進行介紹。
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