逻辑电平之单端互连（5）

由 judy 提交于周一, 3 十二月 2018 - 10:30

本篇主要介绍TTL/CMOS电平的互连、OC/OD的互连，其余单端逻辑电平的互连可参考相关器件规范、电平规范。

1、TTL/CMOS互连

常用的TTL和CMOS电平主要是5V TTL、5V CMOS、3.3VTTL、3.3V CMOS、3.3V/5V Tol（输入时3.3V逻辑电平，但是可以接受5V的信号输入）等，随着处理器电压越来越低，现在1.8V CMOS等低电压的逻辑电平也越来越普及了。

针对各种单端逻辑电平，只要上一级的输出电压不满足下一级的输入电压，就不能直接进行互连，后续会专门介绍逻辑电平的转换。
<center><img src="http://xilinx.eetrend.com/files-eetrend-xilinx/article/201812/13953-410…; alt=""></center>
<center><img src="http://xilinx.eetrend.com/files-eetrend-xilinx/article/201812/13953-410…; alt=""></center>

<div id="mytable">
<body>
<table width="0" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0">
<tbody>
<tr>
<td width="154" rowspan="2">5V TTL门作驱动源</td>
<td width="139">驱动3.3V TTL/CMOS</td>
<td width="175" valign="top">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。</td>
</tr>
<tr>
<td width="139">驱动5V CMOS</td>
<td width="175" valign="top">上拉5V电阻，或使用AHCT系列器件（为5VTTL输入、5VCMOS输出）进行转换。</td>
</tr>
<tr>
<td width="154">5V CMOS门作驱动源</td>
<td width="139">驱动3.3V TTL/CMOS</td>
<td width="175" valign="top">通过LVC/LVT器件（输入是TTL/CMOS逻辑电平，输出是LVTTL逻辑电平）进行转换。</td>
</tr>
<tr>
<td width="154" rowspan="2">3.3V TTL/CMOS门作驱动源</td>
<td width="139">驱动5V CMOS</td>
<td width="175" valign="top">使用AHCT系列器件（为5V TTL输入、5VCMOS输出）进行转换（3.3V TTL电平（LVTTL）与5V TTL电平可以互连）。</td>
</tr>
<tr>
<td width="139">驱动2.5V CMOS</td>
<td width="175" valign="top">使用LV、LVC、AVC、ALVT系列器件来进行3.3VTTL/CMOS逻辑电平到2.5V CMOS逻辑电平的转换。</td>
</tr>
<tr>
<td width="154">2.5V CMOS门作驱动源</td>
<td width="139">驱动3.3V TTL/CMOS</td>
<td width="175" valign="top">使用双轨器件SN74LVCC3245A来进行2.5V逻辑电平到3.3V逻辑电平的转换。</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</body>
</div>

***上表中的所有互连方式都可以通过外部MOS管等分离器件搭建。

2、OC/OD互连

针对OC/OD逻辑门，为了保证输出高电平的值，必须进行外部上拉处理，上拉电阻的选取可以参考相关总线的标准，也可以参考《I2C Bus Pull up Resistor Calculation》、《Choosing an Appropriate Pull-up/Pull-down Resistor for Open Drain Outputs》等文章。相同电压的OC/OD逻辑电平可以直接互连，不同电压的OC/OD需要进行电平转换，可以采用独立的MOS管搭建，也可以采用专门的OC/OD总线转换芯片实现（专用芯片的节本架构也是基于MOS管的，只是多了外围电路以及一些辅助的功能电路）。下面就针对采用MOS管进行OC/OD电平转换进行介绍，使用专用芯片进行转换的方式后续再介绍。
<center><img src="http://xilinx.eetrend.com/files-eetrend-xilinx/article/201812/13953-410…; alt=""></center>

针对上述电路分析如下：

a、3.3V→5V转换过程：

<li>3.3V端输出低电平时（0V），MOS管导通，5V端输出是低电平（0V）；</li>

<li>3.3V端输出高电平时（3.3V），MOS管截止，5V端输出是高电平（5V上拉）；</li>

<li>3.3V端输出高阻时（OC/OD），MOS管截止，5V端输出是高电平（5V上拉）。</li>

b、5V→3.3V转换过程：

<li>5V端输出低电平时（0V），MOS管内的寄生二极管导通，从而使MOS管导通，3.3V端输出是低电平（0V）；</li>

<li>5V端输出高电平时（5V），MOS管截止，3.3V端输出是高电平（3.3V上拉）；</li>

<li>5V端输出高阻时（OC/OD），MOS管截止，3.3V端输出是高电平（3.3V上拉）。</li>

以上就是针对TTL/CMOS，OC/OD逻辑电平的互连介绍，后续会针对专门的逻辑电平转换进行介绍。

文章转载自：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU0NzE4NDY0Ng==&mid=2247484183&am…;硬件助手 </a>