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TTL和CMOS(4)

TTL和CMOS(4)

6:可编程器件任何电源引脚、地线引脚均不能悬空;在每个可编程器件的电源和地间要并接0.1uF的去耦电容,去耦电容尽量靠近电源引脚,并与地形成尽可能小的环路。
7:收发总线需有上拉电阻或上下拉电阻,保证总线浮空时能处于一个有效电平,以减小功耗和干扰。
8:373/374/273等器件为工作可靠,锁存时钟输入建议串入10-200欧电阻。
9:时钟、复位等引脚输入往往要求较高电平,必要时可上拉电阻。
10:注意不同系列器件是否有带电插拔功能及应用设计中的注意事项,在设计带电插拔电路时请参考公司的《单板带电插拔设计规范》。
11:注意电平接口的兼容性。 选用器件时要注意电平信号类型,对于有不同逻辑电平互连的情况,请遵守本规范的相应的章节的具体要求。
12 : 在器件工作过程中,为保证器件安全运行,器件引脚上的电压及电流应严格控制在器件手册指定的范围内。逻辑器件的工作电压不要超出它所允许的范围。
13:逻辑器件的输入信号不要超过它所能允许的电压输入范围,不然可能会导致芯片性能下降甚至损坏逻辑器件。
14:对开关量输入应串电阻,以避免过压损坏。
15 :对于带有缓冲器的器件不要用于线性电路,如放大器。
、TTL、CMOS器件的互连
:器件的互连总则
在公司产品的某些单板上,有时需要在某些逻辑电平的器件之间进行互连。在不同逻辑电平器件之间进行互连时主要考虑以下几点:
1:电平关系,必须保证在各自的电平范围内工作,否则,不能满足正常逻辑功能,严重时会烧毁芯片。
2:驱动能力,必须根据器件的特性参数仔细考虑,计算和试验,否则很可能造成隐患,在电源波动,受到干扰时系统就会崩溃。 3:时延特性,在高速信号进行逻辑电平转换时,会带来较大的延时,设计时一定要充分考虑其容限。
4:选用电平转换逻辑芯片时应慎重考虑,反复对比。通常逻辑电平转换芯片为通用转换芯片,可靠性高,设计方便,简化了电路,但对于具体的设计电路一定要考虑以上三种情况,合理选用。
对于数字电路来说,各种器件所需的输入电流、输出驱动电流不同,为了驱动大电流器件、远距离传输、同时驱动多个器件,都需要审查电流驱动能力:输出电流应大于负载所需输入电流;另一方面,TTL、CMOS、ECL等输入、输出电平标准不一致,同时采用上述多种器件时应考虑电平之间的转换问题。
我们在电路设计中经常遇到不同的逻辑电平之间的互连,不同的互连方法对电路造成以下影响:
·对逻辑电平的影响。应保证合格的噪声容限(Vohmin-Vihmin≥0.4V,Vilmax-Volmax ≥0.4V),并且输出电压不超过输入电压允许范围。
&middo t;对上升/下降时间的影响。应保证Tplh和Tphl满足电路时序关系的要求和EMC的要求。
·对电压过冲的影响。过冲不应超出器件允许电压绝对最大值,否则有可能导致器件损坏。
TTL和CMOS的逻辑电平关系如下图所示: 图4-1: TTL和CMOS的逻辑电平关系图
图4-2:低电压逻辑电平标准 < br />3.3V的逻辑电平标准如前面所述有三种,实际的3.3V TTL/CMOS逻辑器件的输入电平参数一般都使用LVTT L或3.3V逻辑电平标准(一般很少使用LVCMOS输入电平),输出电平参数在小电流负载时高低电平可分别接近电源电压和地电平(类似LVCMOS输出电平),在大电流负载时输出电平参数则接近 LVTTL电平参数,所以输出电平参数也可归入3.3V逻辑电平,另外,一些公司的手册中将其归纳如LVTTL的输出逻辑电平,也可以。
在下面讨论逻辑电平的互连时,对3.3V TTL /CMOS的逻辑电平,我们就指的是3.3V逻辑电平或LVTTL逻辑电平。
常用的TTL和CMOS逻辑电平分类有:5V TTL、5V CMOS、3.3V TT L/CMOS、3.3V/5V Tol.、和OC/OD门。
其中:
3.3V/5V Tol.是指输入是3.3V逻辑电平,但可以忍受5V电压的信号输入。
3.3V TTL/CMOS逻辑电平表示不能输入5V信号的逻辑电平,否则会出问题。
注意某些5V的CMOS逻辑器件,它也可以工作于3.3V的电压,但它与真正的3.3V器件(是LVTTL逻辑电平)不同,比如其VIH是2.31V(=0.7×3.3V,工作于3.3V)(其实是LVCMOS逻辑输入电平),而不是2.0V,因而与真正的3.3V器件互连时工作不太可靠,使用时要特别注意,在设计时最好不要采用这类工作方式。
值得注意的是有些器件有单独的输入或输出电压管脚,此管脚接3. 3V的电压时,器件的输入或输出逻辑电平为3.3V的逻辑电平信号,而当它接5V电压时,输入或输出的逻辑电平为5V的逻辑电平信号,此时应该按该管脚上接的电压的值来确定输入和输出的逻辑电平属于哪种分类。
对于可编程器件(EPLD和FPGA)的互连也要根据器件本身的特点并参考本章节的内容进行处理。
以上5种逻辑电平类型之间的驱动关系如下表:
     输入
    &nb sp;5V TTL      3.3V /5V To l.      3.3V TTL/CMOS &nbs p;    5V CMOS
输出   &nb sp;  5V TTL      √ &nbs p;    √     &nb sp;?/FONT>      ?/FONT& gt;
     3.3V TTL/CMOS   & nbsp;  √      √   ;    √       ;?/FONT>
     5V CMOS & nbsp;    √      √      ?/FONT>     &n bsp;√
     OC/OD &nb sp;    上拉      上拉   & nbsp;  上拉      上拉
上表中打钩(& radic;)的表示逻辑电平直接互连没有问题,打星号(?/FONT>)的表示要做特别处理。 对于打星号(?/FONT>)的逻辑电平的互连情况,具体见后面说明。
一般对于高逻辑电平驱动低逻辑电平的情况如简单处理估计可以通过串接10-1K欧的电阻来实现,具体阻值可以通过试验确定,如为可靠起见,可参考后面推荐的接法。
从上表可看出OC/OD 输出加上拉电阻可以驱动所有逻辑电平,5V TTL和3.3V /5V Tol.可以被所有逻辑电平驱动。所以如果您的可编程逻辑器件有富裕的管脚,优先使用其OC/OD输出加上拉电阻实现逻辑电平转换;其次才用以下专门的逻辑器件转换。
对于其他的不能直接互连的逻辑电平,可用下列逻辑器件进行处理,详细见后面5.2到5.5节。
TI的AHCT系列器件为5V TTL输入、5V CMOS输出。
TI的LVC/LVT系列器件为TTL/CM OS逻辑电平输入、3.3V TTL(LVTTL)输出,也可以用双轨器件替代。
注意:不是所有的LVC/LVT系列器件都能够运行5V TTL/CMOS输入,一般只有带后缀A的和LVCH/ LVTH系列的可以,具体可以参考其器件手册。
:5V TTL门作驱动源
&midd ot;驱动3.3V TTL/CMOS
通过LVC/LVT系列器件(为TTL/ CMOS逻辑电平输入,LVTTL逻辑电平输出)进行转换。
·驱动5V CMOS
可以使用上拉5V电阻的方法
继承事业,薪火相传
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