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【基础篇】TTL与CMOS电平——工程师原创应用笔记
发布时间:2020-11-30 阅读量:1051 来源:我爱方案网 作者:雕塑者

【编者按】感谢阅读本文,作者将从TTL与CMOS电平进行讲解,从电平规范、应用说明、电平转换详细讲解。主要是从TTL电平和CMOS电平两大方面讲述,作者拥有10年的单片机经验,通过实践将知识提供给需要的工程师,让更多的工程师从中所学,从中受益。


一、电平规范


1、名称解释

Uoh -> 输出高电平,Uol -> 输出低电平;

Uih -> 输入高电平,Uil -> 输入低电平。

 

2、TTL电平

TTL集成电路主要由BJT晶体管构成,如STC单片机,电平规范如下:

输出模式: Uoh ≥ 2.4V,Uol≤0.4V;

输入模式:  Uih ≥ 2.0V,Uil≤0.8V;

 

3、CMOS电平

CMOS集成电路主要由MOS管构成,如STM32单片机,电平规范如下:

输出模式: Uoh ≈ VCC,Uol≈GND;

输入模式:  Uih ≥ 0.7*VCC,Uil≤0.2*VCC;

 

二、应用说明


1、3.3V/5V TTL 驱动 3.3V CMOS,可以直接驱动;

2、3.3V/5V TTL 驱动 5V CMOS,高电平输出大于2.4V,如果落在2.4V至3.5V之间,CMOS电路不能检测到高电平,需要进行电平转换;

3、3.3V/5V CMOS 驱动 3.3V/5V TTL,可以直接驱动;

4、3.3V CMOS 驱动 5V CMOS,高电平输出3.3V, CMOS电路不能检测到高电平,需要进行电平转换,如果是其它电平,请参考TTL与CMOS电平规范判断是否需要进行电平转换。

 

三、电平转换


利用TTL晶体管的OC门与上拉电阻实现电平转换。

OC门:BJT晶体管的集电极开漏输出。

 

1、3.3V to 5V

 

1.png

 

说明:R1与Q1组成OC门,配合R2上拉至5V,实现电平转换。Tx输出0V,Q1导通,Rx端为0.3V左右;Tx输出3.3V,Q1截止,RX端为5V,完成电平转换功能。

 

2、5V to 3.3V

 

2.png 

 

说明:R3与Q2组成OC门,配合R5上拉至3.3V,实现电平转换。Tx输出0V,Q1导通,Rx端为0.3V左右;Tx输出5V,Q1截止,RX端为3.3V,完成电平转换功能。

 

四、小结


TTL与CMOS电平是集成电路常用的电平,应用时需要根据电平规范进行匹配与转换。 

TTL与CMOS电平涉及的知识点很多,本文只是简要的介绍了下,仅仅起到抛砖引玉的作用,日后设计过程中,需要不断的总结经验,沟通交流,以达到真正的理解,灵活运用。


作者介绍:刘工程师(笔名),在软硬件技术上有10年的经验,在单片机的经验更是突出,解决过多个单片机难题,可接单片机和软件开发等项目。目前在开讲单片机的教学,教程会在我爱方案网更新,敬请期待!公众号【硬件家园 】


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