TTL電平 CMOS電平 RS232電平的區別

2021-06-27 01:58:52 字數 4071 閱讀 5502

什麼是ttl電平、cmos電平、rs232電平?它們有什麼區別呢?一般說來,cmos電平比ttl電平有著更高的雜訊容限。

(一)、ttl電平標準 

輸出 l: <0.8v ; h:>2.4v。 

輸入 l: <1.2v ; h:>2.0v 

ttl器件輸出低電平要小於0.8v,高電平要大於2.4v。輸入,低於1.2v就認為是0,高於2.0就認為是1。於是ttl電平的輸入低電平的雜訊容限就只有(0.8-0)/2=0.4v,高電平的雜訊容限為(5-2.4)/2=1.3v。

(二)、cmos電平標準 

輸出 l: <0.1*vcc ; h:>0.9*vcc。 

輸入 l: <0.3*vcc ; h:>0.7*vcc. 

由於cmos電源採用12v,則輸入低於3.6v為低電平,雜訊容限為1.8v,高於3.5v為高電平,雜訊容限高為1.8v。比ttl有更高的雜訊容限。

(三)、rs232標準

邏輯1的電平為-3~-15v,邏輯0的電平為+3~+15v,注意電平的定義反相了一次。

ttl與cmos電平使用起來有什麼區別 

1.電平的上限和下限定義不一樣,cmos具有更大的抗噪區域。 同是5伏供電的話,ttl一般是1.7v和3.5v的樣子,cmos一般是2.2v,2.9v的樣子,不準確,僅供參考。

2.電流驅動能力不一樣,ttl一般提供25毫安的驅動能力,而cmos一般在10毫安左右。

3.需要的電流輸入大小也不一樣,一般ttl需要2.5毫安左右,cmos幾乎不需要電流輸入。

4.很多器件都是相容ttl和cmos的,datasheet會有說明。如果不考慮速度和效能,一般器件可以互換。但是需要注意有時候負載效應可能引起電路工作不正常,因為有些ttl電路需要下一級的輸入阻抗作為負載才能正常工作。

1.     ttl電路和cmos電路的邏輯電平

voh:  邏輯電平 1 的輸出電壓

vol:  邏輯電平 0 的輸出電壓

vih :  邏輯電平 1 的輸入電壓

vih :  邏輯電平 0 的輸入電壓

ttl電路臨界值:

vohmin   =    2.4v    volmax  =    0.4v

vihmin   =    2.0v    vilmax  =    0.8v

cmos電路臨界值(電源電壓為+5v)

vohmin   =    4.99v     volmax  =    0.01v

vihmin   =    3.5v    vilmax  =    1.5v

2.     ttl和cmos的邏輯電平轉換

cmos電平能驅動ttl電平

ttl電平不能驅動cmos電平,需加上拉電阻。

3.     常用邏輯晶元特點

注意:74系列是商用,54系列是軍用。

74ls系列:    ttl          輸入:   ttl          輸出:    ttl

74hc系列:    cmos    輸入:   cmos    輸出:    cmos

74hct系列:  cmos    輸入:   ttl         輸出:    cmos

cd4000系列:cmos    輸入:   cmos   輸出:    cmos

5.ttl和coms電路比較:

1、ttl電路是電流控制器件,而coms電路是電壓控制器件。

2、ttl電路的速度快,傳輸延遲時間短(5-10ns),但是功耗大。

coms電路的速度慢,傳輸延遲時間長(25--50ns),但功耗低。

coms電路本身的功耗與輸入訊號的脈衝頻率有關,頻率越高,晶元集越熱,這是正常現象。

6.coms電路的鎖定效應:

coms電路由於輸入太大的電流,內部的電流急劇增大,除非切斷電源,電流一直在增大。這種效應就是鎖定效應。當產生鎖定效應時,coms的內部電流能達到40ma以上,很容易燒毀晶元。

防禦措施:

(1)、在輸入端和輸出端加鉗位電路,使輸入和輸出不超過不超過規定電壓。

(2)、晶元的電源輸入端加去耦電路,防止vdd端出現瞬間的高壓。

(3)、在vdd和外電源之間加線流電阻,即使有大的電流也不讓它進去。

(4)、當系統由幾個電源分別供電時,開關要按下列順序:開啟時,先開啟coms電路得電源,再開啟輸入訊號和負載的電源;關閉時,先關閉輸入訊號和負載的電源,再關閉coms電路的電源。

7.coms電路的使用注意事項

(1)、coms電路時電壓控制器件,它的輸入總抗很大,對干擾訊號的捕捉能力很強。所以,不用的管腳不要懸空,要接上拉電阻或者下拉電阻,給它乙個恆定的電平。

(2)、輸入端接低內組的訊號源時,要在輸入端和訊號源之間要串聯限流電阻,使輸入的電流限制在1ma之內。

(3)、當接長訊號傳輸線時,在coms電路端接匹配電阻。

(4)、當輸入端接大電容時,應該在輸入端和電容間接保護電阻。電阻值為r=v0/1ma.v0是外界電容上的電壓。

(5)、coms的輸入電流超過1ma,就有可能燒壞coms。

8.ttl閘電路中輸入端負載特性(輸入端帶電阻特殊情況的處理):

1、懸空時相當於輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接乙個無窮大的電阻。

2、在閘電路輸入端串聯10k電阻後再輸入低電平,輸入端出呈現的是高電平而不是低電平。因為由ttl閘電路的輸入端負載特性可知,只有在輸入端接的串聯電阻小於910歐時,它輸入來的低電平訊號才能被閘電路識別出來,串聯電阻再大的話輸入端就一直呈現高電平。這個一定要注意。coms閘電路就不用考慮這些了。

9.ttl電平(l電平:小於等於0.8v ;h電平:大於等於2v)

coms電平(l電平:小於等於0.3vcc ;h電平:大於等於0.7vcc)

cmos 器件不用的輸入端必須連到高電平或低電平, 這是因為 cmos 是高輸入阻抗器件, 理想狀態是沒有輸入電流的. 如果不用的輸入引腳懸空, 很容易感應到干擾訊號, 影響晶元的邏輯執行, 甚至靜電積累永久性的擊穿這個輸入端, 造成晶元失效.

另外, 只有 4000 系列的 cmos 器件可以工作在 15伏電源下, 74hc, 74hct 等都只能工作在 5伏電源下, 現在已經有工作在 3伏和 2.5伏電源下的 cmos 邏輯電路晶元了.

cmos電平和ttl電平: cmos電平電壓範圍在3~15v,比如4000系列當5v供電時,輸出在4.6以上為高電平,輸出在0.05v以下為低電平。輸入在3.5v以上為高電平,輸入在1.5v以下為低電平。而對於ttl晶元,供電範圍在0~5v,常見都是5v,如74系列5v供電,輸出在2.7v以上為高電平,輸出在0.5v以下為低電平,輸入在2v以上為高電平,在0.8v以下為低電平。因此,cmos電路與ttl電路就有乙個電平轉換的問題,使兩者電平域值能匹配。

ttl和

coms

電路比較:1、

ttl電路是電流控制器件,而

coms

電路是電壓控制器件。2、

ttl電路的速度快,傳輸延遲時間短

(5-10ns)

,但是功耗大。

coms

電路的速度慢,傳輸延遲時間長

(25--50ns),

但功耗低。

coms

電路本身的功耗與輸入訊號的脈衝頻率有關,頻率越高,晶元集越熱,這是正常

現象。ttl

和coms

電路比較:1、

ttl電路是電流控制器件,而

coms

電路是電壓控制器件。2、

ttl電路的速度快,傳輸延遲時間短

(5-10ns)

,但是功耗大。

coms

電路的速度慢,傳輸延遲時間長

(25--50ns),

但功耗低。

coms

電路本身的功耗與輸入訊號的脈衝頻率有關,頻率越高,晶元集越熱,這是正常

現象ttl

和coms

電路比較:1、

ttl電路是電流控制器件,而

coms

電路是電壓控制器件。2、

ttl電路的速度快,傳輸延遲時間短

(5-10ns)

,但是功耗大。

coms

電路的速度慢,傳輸延遲時間長

(25--50ns),

但功耗低。

coms

電路本身的功耗與輸入訊號的脈衝頻率有關,頻率越高,晶元集越熱,這是正常

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