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什麼是 TTL 電平 TTL 電平信號對於計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸是很理想的，首先計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸對於電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外 TTL 電平信號直接與集成電路連接而不需要價格昂貴的線路驅動器以及接收器電路;再者，計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸是在高速下進行的，而 TTL 接口的操作恰能滿足這個要求。TTL 型通信大多數情況下，是採用並行數據傳輸方式，而並行數據傳輸對於超過 10 英尺的距離就不適合了。這是由於可靠性和成本兩面的原因。因為在並行接口中存在著偏相和不對稱的問題，這些問題對可靠性均有影響;另外對於並行數據傳輸，電纜以及連接器的費用比起串行通信方式來也要高一些。 TTL 電路的電平就叫 TTL 電平，CMOS 電路的電平就叫 CMOS 電平 TTL 集成電路的全名是電晶體 - 電晶體邏輯集成電路(Transistor-Transistor Logic),主要有 54/74 系列標準 TTL、高速型 TTL(H-TTL)、低功耗型 TTL(L-TTL)、肖特基型 TTL(S-TTL)、低功耗肖特基型 TTL(LS-TTL)五個系列。標準 TTL 輸入高電平最小 2V，輸出高電平最小 2.4V,典型值 3.4V,輸入低電平最大 0.8V，輸出低電平最大 0.4V，典型值 0.2V。S-TTL 輸入高電平最小 2V，輸出高電平最小Ⅰ類 2.5V，Ⅱ、Ⅲ類 2.7V,典型值 3.4V,輸入低電平最大 0.8V，輸出低電平最大 0.5V。LS-TTL 輸入高電平最小 2V，輸出高電平最小Ⅰ類 2.5V，Ⅱ、Ⅲ類 2.7V,典型值 3.4V,輸入低電平最大Ⅰ類 0.7V，Ⅱ、Ⅲ類 0.8V，輸出低電平最大Ⅰ類 0.4V，Ⅱ、Ⅲ類 0.5V，典型值 0.25V。TTL 電路的電源 VDD 供電只允許在+5V±10%範圍內，扇出數為 10 個以下 TTL 門電路; COMS集成電路是互補對稱金屬氧化物半導體(Compiementary symmetry metal oxide semicoductor)集成電路的英文縮寫，電路的許多基本邏輯單元都是用增強型 PMOS 電晶體和增強型 NMOS 管按照互補對稱形式連接的，靜態功耗很小。COMS 電路的供電電壓 VDD 範圍比較廣在+5--+15V 均能正常工作，電壓波動允許±10，當輸出電壓高於 VDD-0.5V 時為邏輯 1，輸出電壓低於 VSS+0.5V(VSS 為數字地)為邏輯 0，扇出數為 10--20 個 COMS 門電路 . TTL 電平信號被利用的最多是因為通常數據表示採用二進位規定，+5V 等價於邏輯"1"，0V 等價於邏輯"0"，這被稱做 TTL(電晶體 - 電晶體邏輯電平)信號系統，這是計算機處理器控制的設備內部各部分之間通信的標準技術。TTL 電平信號對於計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸是很理想的，首先計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸對於電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外 TTL 電平信號直接與集成電路連接而不需要價格昂貴的線路驅動器以及接收器電路;再者，計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸是在高速下進行的，而 TTL 接口的操作恰能滿足這個要求。TTL 型通信大多數情況下，是採用並行數據傳輸方式，而並行數據傳輸對於超過 10 英尺的距離就不適合了。這是由於可靠性和成本兩面的原因。因為在並行接口中存在著偏相和不對稱的問題，這些問題對可靠性均有影響;另外對於並行數據傳輸，電纜以及連接器的費用比起串行通信方式來也要高一些。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 晶片，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 電路就有一個電平轉換的問題，使兩者電平域值能匹配 TTL 電平與 CMOS 電平的區別： (一)TTL 高電平 3.6~5V，低電平 0V~2.4V CMOS 電平 Vcc 可達到 12V CMOS 電路輸出高電平約為 0.9Vcc，而輸出低電平約為 0.1Vcc。 CMOS 電路不使用的輸入端不能懸空，會造成邏輯混亂。 TTL 電路不使用的輸入端懸空為高電平 另外，CMOS 集成電路電源電壓可以在較大範圍內變化，因而對電源的要求不像 TTL 集成電路那樣嚴格。 用 TTL 電平他們就可以兼容 (二)TTL 電平是 5V，CMOS 電平一般是 12V。 因為 TTL 電路電源電壓是 5V，CMOS 電路電源電壓一般是 12V。 5V 的電平不能觸發 CMOS 電路，12V 的電平會損壞 TTL 電路，因此不能互相兼容匹配。 (三)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。 CMOS 電平： 輸出 L：<0.1*Vcc ; H：>0.9*Vcc。 輸入 L：<0.3*Vcc ; H：>0.7*Vcc. 一般單片機、DSP、FPGA他們之間管教能否直接相連 . 一般情況下，同電壓的是可以的，不過最好是要好好查查技術手冊上的 VIL,VIH,VOL,VOH 的值，看是否能夠匹配(VOL 要小於 VIL，VOH 要大於 VIH，是指一個連接當中的)。有些在一般應用中沒有問題，但是參數上就是有點不夠匹配，在某些情況下可能就不夠穩定，或者不同批次的器件就不能運行。 例如：74LS 的器件的輸出，接入 74HC 的器件。在一般情況下都能好好運行，但是，在參數上卻是不匹配的，有些情況下就不能運行。 74LS 和 54 系列是 TTL 電路，74HC 是 CMOS 電路。如果它們的序號相同，則邏輯功能一樣，但電氣性能和動態性能略有不同。如，TTL 的邏輯高電平為> 2.7V,CMOS 為> 3.6V。如果 CMOS 電路的前一級為 TTL 則隱藏著不可靠隱患，反之則沒問題。 1、TTL 電平： 輸出高電平>2.4V,輸出低電平<0.4V。在室溫下，一般輸出高電平是 3.5V，輸出低電平是 0.2V。最小輸入高電平和低電平：輸入高電平>=2.0V，輸入低電平<=0.8V，噪聲容限是 0.4V。 2、CMOS 電平： 1 邏輯電平電壓接近於電源電壓，0 邏輯電平接近於 0V。而且具有很寬的噪聲容限。 3、電平轉換電路： 因為 TTL 和 COMS 的高低電平的值不一樣(TTL 5v<==>cmos 3.3v)，所以互相連接時需要電平的轉換：就是用兩個電阻對電平分壓，沒有什麼高深的東西。哈哈 4、OC 門 即集電極開路門電路，OD 門，即漏極開路門電路，必須外界上拉電阻和電源才能將開關電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關大電壓和大電流負載，所以又叫做驅動門電路。 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信號的脈衝頻率有關，頻率越高，晶片集越熱，這是正常現象。 3)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，很容易燒毀晶片。 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)晶片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，再開啟輸入信號和負載的電源;關閉時，先關閉輸入信號和負載的電源，再關閉 COMS 電路的電源。 6、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，對干擾信號的捕捉能力很強。所以，不用的管腳不要懸空，要接上拉電阻或者下拉電阻，給它一個恆定的電平。 2)輸入端接低內組的信號源時，要在輸入端和信號源之間要串聯限流電阻，使輸入的電流限制在 1mA 之內。 3)當接長信號傳輸線時，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。 7、TTL 門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一個無窮大的電阻。 2)在門電路輸入端串聯 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 門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，它輸入來的低電平信號才能被門電路識別出來，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 門電路就不用考慮這些了。 8、TTL 電路有集電極開路 OC 門，MOS 管也有和集電極對應的漏極開路的 OD 門，它的輸出就叫做開漏輸出。 TTL 電路 OC 門在截止時有漏電流輸出，那就是漏電流，為什麼有漏電流呢?那是因為當三機管截止的時候，它的基極電流約等於 0，但是並不是真正的為 0，經過三極體的集電極的電流也就不是真正的 0，而是約 0。而這個就是漏電流。開漏輸出：OC 門的輸出就是開漏輸出;OD 門的輸出也是開漏輸出。它可以吸收很大的電流，但是不能向外輸出的電流。 所以，為了能輸入和輸出電流，它使用的時候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD 門一般作為輸出緩衝 / 驅動器、電平轉換器以及滿足吸收大負載電流的需要。 9、什麼叫做圖騰柱，它與開漏電路有什麼區別? TTL 集成電路中，輸出有接上拉三極體的輸出叫做圖騰柱輸出，沒有的叫做 OC 門。因為 TTL 就是一個三級關，圖騰柱也就是兩個三級管推挽相連。所以推挽就是圖騰。

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