TTL和CMOS电平别傻傻分不清
一．ttl
ttl集成电路的主要型式为晶体管－晶体管逻辑门（transistor-transistor logic gate）,ttl大部分都采用5v电源.
1.输出高电平uoh和输出低电平uoluoh≥2.4v,uol≤0.4v
2.输入高电平和输入低电平uih≥2.0v,uil≤0.8v二．cmos
cmos电路是电压控制器件,输入电阻极大,对于干扰信号十分敏感,因此不用的输入端不应开路,接到地或者电源上.cmos电路的优点是噪声容限较宽,静态功耗很小.
1.输出高电平uoh和输出低电平uoluoh≈vcc,uol≈gnd
2.输入高电平uoh和输入低电平uoluih≥0.7vcc,uil≤0.2vcc （vcc为电源电压,gnd为地）
从上面可以看出:
在 同样5v电源电压情况下,coms电路可以直接驱动ttl,因为cmos的输出高电平大于2.0v,输出低电平小于0.8v；而ttl电路则不能直接驱动 cmos电路,ttl的输出高电平为大于2.4v,如果落在2.4v～3.5v之间,则cmos电路就不能检测到高电平,低电平小于0.4v满足要求,所 以在ttl电路驱动coms电路时需要加上拉电阻.如果出现不同电压电源的情况,也可以通过上面的方法进行判断.
如果电路中出现3.3v的coms电路去驱动5v cmos电路的情况,如3.3v单片机去驱动74hc,这种情况有以下几种方法解决,最简单的就是直接将74hc换成74hct（74系列的输入输出在下面有介绍）的芯片,因为3.3v cmos 可以直接驱动5v的ttl电路；或者加电压转换芯片；还有就是把单片机的i/o口设为开漏,然后加上拉电阻到5v,这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小,以保证信号的上升沿时间.三．74系列简介
74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片,74系列中分为很多种,而我们平时用得最多的应该是以下几种：74ls,74hc,74hct这三种,这三种系列在电平方面的区别如下：
ttl和cmos电平
1、ttl电平(什么是ttl电平)：
输出高电平>2.4v,输出低电平=2.0v,输入低电平 vih,输入低电平 vih > vt > vil > vol
6：ioh：逻辑门输出为高电平时的负载电流（为拉电流）.7：iol：逻辑门输出为低电平时的负载电流（为灌电流）.8：iih：逻辑门输入为高电平时的电流（为灌电流）.9：iil：逻辑门输入为低电平时的电流（为拉电流）.
门电路输出极在集成单元内不接负载电阻而直接引出作为输出端,这种形式的门称为开路门.开路的ttl、cmos、ecl门分别称为集电极开路（oc）、漏极开路（od）、发射极开路（oe）,使用时应审查是否接上拉电阻（oc、od门）或下拉电阻（oe门）,以及电阻阻值是否合适.对于集电极开路（oc）门,其上拉电阻阻值rl应满足下面条件：
（1）：rl （vcc－vol）/（iol＋m*iil）
其中n：线与的开路门数；m：被驱动的输入端数.
10：常用的逻辑电平
·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.
·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.
·低电压的逻辑电平还有2.5v和1.8v两种.
·ecl/pecl和lvds是差分输入输出.
·rs-422/485和rs-232是串口的接口标准,rs-422/485是差分输入输出,rs-232是单端输入输出.oc门,又称集电极开路（漏极开路）与非门门电路,open collector（open drain）.
为什么引入oc门?
实际使用中,有时需要两个或两个以上与非门的输出端连接在同一条导线上,将这些与非门上的数据（状态电平）用同一条导线输送出去.因此,需要一种新的与非门电路--oc门来实现“线与逻辑”.oc门主要用于3个方面：
1、实现与或非逻辑,用做电平转换,用做驱动器.由于oc门电路的输出管的集电极悬空,使用时需外接一个上拉电阻 rp到电源vcc.oc门使用上拉电阻以输出高电平,此外为了加大输出引脚的驱动能力,上拉电阻阻值的选择原则,从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足 够大；从确保足够的驱动电流考虑应当足够小.2、线与逻辑,即两个输出端（包括两个以上）直接互连就可以实现“and”的逻辑功能.在总线传输等实际应用中需要多个门 的输出端并联连接使用,而一般ttl门输出端并不能直接并接使用,否则这些门的输出管之间由于低阻抗形成很大的短路电流（灌电流）,而烧坏器件.在硬件 上,可用oc门或三态门（st门）来实现. 用oc门实现线与,应同时在输出端口应加一个上拉电阻.3、三态门（st门）主要用在应用于多个门输出共享数据总线,为避免多个门输出同时占用数据总线,这些门的使能信号 （en）中只允许有一个为有效电平（如高电平）,由于三态门的输出是推拉式的低阻输出,且不需接上拉（负载）电阻,所以开关速度比oc门快,常用三态门作 为输出缓冲器.什么是oc、od?
集电极开路门(集电极开路 oc 或漏极开路 od)
open-drain是漏极开路输出的意思,相当于集电极开路(open-collector)输出,即ttl中的集电极开路（oc）输出.一般用于线或、线与,也有的用于电流驱动.
open-drain是对mos管而言,open-collector是对双极型管而言,在用法上没啥区别.开漏形式的电路有以下几个特点：
a. 利用外部电路的驱动能力,减少ic内部的驱动. 或驱动比芯片电源电压高的负载.b.可以将多个开漏输出的pin,连接到一条线上.通过一只上拉电阻,在不增加任何器件的情况下,形成“与逻辑”关系.这也是i2c,smbus等总线判 断总线占用状态的原理.如果作为图腾输出必须接上拉电阻.接容性负载时,下降延是芯片内的晶体管,是有源驱动,速度较快；上升延是无源的外接电阻,速度 慢.如果要求速度高电阻选择要小,功耗会大.所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度.c. 可以利用改变上拉电源的电压,改变传输电平.例如加上上拉电阻就可以提供ttl/cmos电平输出等.d. 开漏pin不连接外部的上拉电阻,则只能输出低电平.一般来说,开漏是用来连接不同电平的器件,匹配电平用的.
正常的cmos输出级是上、下两个管子,把上面的管子去掉就是open-drain了.这种输出的主要目的有两个：电平转换和线与.
由于漏级开路,所以后级电路必须接一上拉电阻,上拉电阻的电源电压就可以决定输出电平.这样你就可以进行任意电平的转换了.
线与功能主要用于有多个电路对同一信号进行拉低操作的场合,如果本电路不想拉低,就输出高电平,因为open-drain上面的管子被拿掉,高电平是靠外接的上拉电阻实现的.（而正常的cmos输出级,如果出现一个输出为高另外一个为低时,等于电源短路.）
open-drain提供了灵活的输出方式,但是也有其弱点,就是带来上升沿的延时.因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电,所以当电阻选择小时延时就小,但功耗大；反之延时大功耗小.所以如果对延时有要求,则建议用下降沿输出。
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1.输出高电平uoh和输出低电平uoluoh≥2.4v,uol≤0.4v
2.输入高电平和输入低电平uih≥2.0v,uil≤0.8v二．cmos
cmos电路是电压控制器件,输入电阻极大,对于干扰信号十分敏感,因此不用的输入端不应开路,接到地或者电源上.cmos电路的优点是噪声容限较宽,静态功耗很小.
1.输出高电平uoh和输出低电平uoluoh≈vcc,uol≈gnd
2.输入高电平uoh和输入低电平uoluih≥0.7vcc,uil≤0.2vcc （vcc为电源电压,gnd为地）
从上面可以看出:
在 同样5v电源电压情况下,coms电路可以直接驱动ttl,因为cmos的输出高电平大于2.0v,输出低电平小于0.8v；而ttl电路则不能直接驱动 cmos电路,ttl的输出高电平为大于2.4v,如果落在2.4v～3.5v之间,则cmos电路就不能检测到高电平,低电平小于0.4v满足要求,所 以在ttl电路驱动coms电路时需要加上拉电阻.如果出现不同电压电源的情况,也可以通过上面的方法进行判断.
如果电路中出现3.3v的coms电路去驱动5v cmos电路的情况,如3.3v单片机去驱动74hc,这种情况有以下几种方法解决,最简单的就是直接将74hc换成74hct（74系列的输入输出在下面有介绍）的芯片,因为3.3v cmos 可以直接驱动5v的ttl电路；或者加电压转换芯片；还有就是把单片机的i/o口设为开漏,然后加上拉电阻到5v,这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小,以保证信号的上升沿时间.三．74系列简介
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ttl和cmos电平
1、ttl电平(什么是ttl电平)：
输出高电平>2.4v,输出低电平=2.0v,输入低电平 vih,输入低电平 vih > vt > vil > vol
6：ioh：逻辑门输出为高电平时的负载电流（为拉电流）.7：iol：逻辑门输出为低电平时的负载电流（为灌电流）.8：iih：逻辑门输入为高电平时的电流（为灌电流）.9：iil：逻辑门输入为低电平时的电流（为拉电流）.
门电路输出极在集成单元内不接负载电阻而直接引出作为输出端,这种形式的门称为开路门.开路的ttl、cmos、ecl门分别称为集电极开路（oc）、漏极开路（od）、发射极开路（oe）,使用时应审查是否接上拉电阻（oc、od门）或下拉电阻（oe门）,以及电阻阻值是否合适.对于集电极开路（oc）门,其上拉电阻阻值rl应满足下面条件：
（1）：rl （vcc－vol）/（iol＋m*iil）
其中n：线与的开路门数；m：被驱动的输入端数.
10：常用的逻辑电平
·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.
·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.
·低电压的逻辑电平还有2.5v和1.8v两种.
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