TTL電平、RS232電平與CMOS電平的區別

工作中遇到一個關於電平選擇的問題,居然給忘記RS232電平的定義了,當時無法反應上來,回來之後查找資料才瞭解兩者之間的區別,似乎兩年多的時間,之前非常熟悉的一些常識也開始淡忘,這個可不是一個好的現象.:-),還是把關於三種常見的電平的區別copy到這裏.做加深記憶的效果之用.. 

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電平有着更高的噪聲容限。 

(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就認爲是0,高於2.0就認爲是1。於是TTL電平的輸入低電平的噪聲容限就只有(0.8-0)/2=0.4V,高電平的噪聲容限爲(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爲低電平,噪聲容限爲1.8V,高於3.5V爲高電平,噪聲容限高爲1.8V。比TTL有更高的噪聲容限。 

(三)、RS232標準 
邏輯1的電平爲-3~-15V,邏輯0的電平爲+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.很多器件都是兼容TTL和CMOS的,datasheet會有說明。如果不考慮速度和性能,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,因爲有些ttl電路需要下一級的輸入阻抗作爲負載才能正常工作。

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(電源電壓爲+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.常用邏輯芯片特點 

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

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