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视频:五大点讲清楚TTL与CMOS电平

妮mo的 达尔闻说 2021-01-17
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好了,进入今天正题。其实今天本来要上线MOS管的第二节,但是遇到了巨大(也不是那么大)的滑铁卢。所以今天,妮mo给大家分享是TTL电平和CMOS电平的基本知识。

以下是视频文字整理稿:

TTL电平和CMOS电平是在我们学电路中用的最多的两种电平。除了这两种之外,当然还有比如RS232等电平。在平时的电子设计的过程中,经常会遇到的很多信号电平之间需要互相转换。不同的设备通讯的前提是要保证信号的电平一致,那么了解不同信号的电平标准就是不可或缺的。
举个例子,为什么我们要讲电平知识。单片机要跟电脑之间来通讯,我们上节课也有讲过是UART的通讯的方式。但是单片机的电平是TTL,但是电脑是RS232的。这两者的电平不能直接相连的,需要转换芯片让我们电脑和单片机可以正常的进行通讯,这个时候我们最经常用的一个转换芯片就来了MAX3232。用过的同学右下角点个“在看”吧
通过以下五个方面给大家简单的介绍一下TTL和CMOS电平:
第一:概念
TTL的全称是晶体管-晶体管集成逻辑电平,比如说我们现在用的74系列的一些芯片,它就是TTL电平。之后经过不断的发展,TTL的电平共有五个系列:74系列、高速型的H-TTL、低功耗型的是L-TTL、肖特基型是S-TTL、低功耗肖特基型的是LS-TTL。
什么是CMOS呢?CMOS的全称是互补对称金属氧化物半导体逻辑电平。通常是指电路中有很多器件是由PMOS晶体管或者是NMOS晶体管来构成的,我们通常是称他们为CMOS电平。
第二:分类
这两个电平的分类是什么样子呢?按照典型的电压可以分为四个系列第一个是5V电压系列,第二个是我们也是很常用的3.3V电压系列。除了这两个很常用的之外,还有一个是2.5V的电压系列,最后一个是1.8V的。
第三:电平标准
接下来就是讲到最重要的标准的电压。对于TTL来说什么时候是高电平,什么时候是低电平。假设这个是TTL的一个器件,对于输入来说的,如果这个信号是低于1.2V的话,在电路中我们会就会把它认为是一个低电平 0。如果输入是大于2.0V,那这个时候我们是认为它是高电平 1。同样输出也有电压标准,输出的低压最高只能达到0.8V,低于0.8伏的话,会默认是低电平 0 。如果说是高于2.4V,会认为他是一个高电平 1。
对于COMS来说,重点不是记具体的某一个值,而是记下面的公式:
假如VCC是3.3V,对于输出来说,低电平就是要小于0.33V,高电平就是大于3V。同样对于输入,低电平是小于0.3V乘以它的工作电压,高电压是大于0.7乘以VCC的。
第四:TTL与CMOS的区别
分类,TTL电路是电流控制型的器件,CMOS是电压型。
传输延时,TTL的传输速度比较快,延迟也是略短一些,小于10ns。COMS的传输速度电路速度会比TTL慢一些,所以说传输的延迟略长,小于50ns。
悬空状态,假如在我们电路是COMS电路,有一个输入信号不用了,如果悬空了会导致电路的逻辑比较混乱。如果说是TTL引脚输入没有用,悬空的话,会默认为高电平。
第五:相互驱动
TTL和CMOS能够直接相连吗?举例说明,假设电压都是5V:
一种情况,TTL电路的输出对接CMOS的输入。TTL电平输出最低是小于0.8V的,而对于CMOS来说,输入低电平的最大值是1.5V,显然TTL的输出低电平是满足CMOS输入低电平的。看看高电平的情况,TTL的高电平输出最低是2.4V,而CMOS的高电平最低是3.5V。如果TTL的输出正好在2.4V-3.5V之间,那么CMOS就无法判断他的状态,所以TTL电路输出驱动CMOS输入,是无法实现的。
另外一种情况,CMOS的输出对接TTL的输入。对于电压是5V的情况下,CMOS电平的输出根据公式可以得出,低电平小于0.5V,高电平是4.5V。TTL的输入,对于小于0.5V的输入必定是认为低电平的。对于大于4.5V的输入也是肯定认为是高电平的,所以TTL的输入电平是可以满足CMOS的输入的。CMOS电平是可以完全驱动TTL的,反之则是不行的。
阅读完以上这五点,你清楚了TTL电平和CMOS电平了吗?

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