“TTL电平”最常用于有关电专业，如：电路、数字电路、微机原理与接口技术、单片机等课程中都有所触及。在数字电路中只需两种电平（高和低）高电平+5V、低电平0V。相同运用比照广泛的还有CMOS电平、232电平、485电对等。
　　TTL电路
　　TTL集成电路的首要型式为晶体管－晶体管逻辑门（transistor-transistor logic gate），TTL大大都都选用5V电源。
　　1.输出高电平Uoh和输出低电平Uol
　　Uoh≥2.4V,Uol≤0.4V
　　2.输入高电平缓输入低电平
　　Uih≥2.0V，Uil≤0.8V
　　CMOS电路
　　CMOS电路是电压操控器件，输入电阻极大，关于搅扰信号非常活络，因而不必的输入端不该开路，接到地或许电源上。CMOS电路的长处是噪声容限较宽，静态功耗很小。
　　1.输出高电平Uoh和输出低电平Uol
　　Uoh≈VCC，Uol≈GND
　　2.输入高电平Uoh和输入低电平Uol
　　Uih≥0.7VCC,Uil≤0.2VCC （VCC为电源电压，GND为地）
　　从上面能够看出:
　　在相同5V电源电压情况下，COMS电路能够直接驱动TTL，由于CMOS的输出高电平大于2.0V,输出低电平小于0.8V；而TTL电路则不能直接驱动CMOS电路，TTL的输出高电平为大于2.4V，假定落在2.4V～3.5V之间，则CMOS电路就不能查看到高电平，低电平小于0.4V满意恳求，所以在TTL电路驱动COMS电路时需求加上拉电阻。假定呈现不相同电压电源的情况，也能够经过上面的办法进行差异。
　　假定电路中呈现3.3V的COMS电路去驱动5V CMOS电路的情况，如3.3V单片机去驱动74HC,这种情况有以下几种办法处理，最简略的便是直接将74HC换成74HCT（74系列的输入输出鄙人面有介绍）的芯片，由于3.3V CMOS 能够直接驱动5V的TTL电路；或许加电压改换芯片；还有便是把单片机的I/O口设为开漏，然后加上拉电阻到5V，这种情况下得依据实习情况调整电阻的巨细，以保证信号的上升沿时刻。
　　74系列简介
　　74系列能够说是咱们往常触摸的最多的芯片，74系列平分为许多种，而咱们往常用得最多的应当是以下几种：74LS，74HC，74HCT这三种，这三种系列在电平方面的差异如下：
　　输入电平 输出电平
　　74LS TTL电平 TTL电平
　　74HC COMS电平 COMS电平
　　74HCT TTL电平 COMS电平
　　TTL和CMOS电平
　　1、TTL电平(啥是TTL电平)：
　　输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，通常输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平缓低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。
　　2、CMOS电平：
　　1逻辑电平电压挨近于电源电压，0逻辑电平挨近于0V。并且具有很宽的噪声容限。
　　3、电平改换电路：
　　由于TTL和COMS的凹凸电平的值不相同（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以彼此衔接时需求电平的改换：便是用两个电阻对电平分压，没有啥深邃的东西。
　　4、OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，有必要外界上拉电阻和电源才干将开关电平作为凹凸电平用。不然它通常只作为开关大电压和大电流负载，所以又名做驱动门电路。
　　5、TTL和COMS电路比照：
　　1）TTL电路是电流操控器件，而CMOS电路是电压操控器件。
　　2）TTL电路的速度快，传输推迟时刻短(5-十ns)，可是功耗大。COMS电路的速度慢，传输推迟时刻长(25-50ns),但功耗低。COMS电路自身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常景象。
　　3）COMS电路的确定效应：
　　COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非堵截电源，电流一向在增大。这种效应便是确定效应。当发作确定效应时，COMS的内部电流能抵达40mA以上，很简略焚毁芯片。
　　防护办法： 1）在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不逾越不逾越规矩电压。 2）芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端呈现刹那间的高压。 3）在VDD和外电源之间加限流电阻，即便有大的电流也不让它进入。4）当体系由几个电源别离供电时，开关要按下列次第：敞开时，先敞开COMS路得电源，再敞开输入信号和负载的电源；封闭时，先封闭输入信号和负载的电源，再封闭COMS电路的电源。
　　6、COMS电路的运用留心事项
　　1）COMS电路时电压操控器件，它的输入总抗很大，对搅扰信号的捕捉才干很强。所以，不必的管脚不要悬空，要接上拉电阻或许下拉电阻，给它一个安稳的电平。
　　2）输入端接低内阻的信号源时，要在输入端和信号源之间要串联限流电阻，使输入的电流束缚在1mA以内。
　　3）当接长信号传输线时，在COMS电路端接匹配电阻。
　　4）当输入端接大电容时，应当在输入端和电容直接维护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。
　　5）COMS的输入电流逾越1mA，就有或许烧坏COMS。
　　7、TTL门电路中输入端负载特性（输入端带电阻格外情况的处理）：
　　1）悬空时恰当于输入端接高电平。由于这时能够看作是输入端接一个无量大的电阻。
　　2）在门电路输入端串联十K电阻后再输入低电平，输入端出呈现的是高电平而不是低电平。由于由TTL门电路的输入端负载特性可知，只需在输入端接的串联电阻小于9十欧 时，它输入来的低电平信号才干被门电路辨认出来，串联电阻再大的话输入端就一向呈现高电平。这个必定要留心。COMS门电路就不必思考这些了。
　　8、TTL电路有集电极开路OC门，MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门，它的输出就叫做开漏输出。OC门在截止时有漏电流输出，那便是漏电流，为何有漏电流呢？那是由于当三极管截止的时分，它的基极电流约等于0，可是并不是实在的为0，经过三极管的集电极的电流也就不是实在的 0，而是约0。而这个便是漏电流。
　　开漏输出：OC门的输出便是开漏输出；OD门的输出也是开漏输出。它能够吸收很大的电流，可是不能向外输出的电流。所以，为了能输入和输出电流，它运用的时分要跟电源和上拉电阻一齐用。OD门通常作为输出缓冲/驱动器、电平改换器以及满意吸收大负载电流的需求。
　　9、啥叫做图腾柱，它与开漏电路有啥差异？
　　TTL集成电路中，输出有接上拉三极管的输出叫做图腾柱输出，没有的叫做OC门。由于TTL便是一个三级关，图腾柱也便是两个三级管推挽相连。所以推挽便是图腾。通常图腾式输出，高电平400UA，低电平8MA。
　　CMOS 器件不必的输入端有必要连到高电平或低电平, 这是由于 CMOS 是高输入阻抗器件, 抱负情况是没有输入电流的. 假定不必的输入引脚悬空, 很简略感应到搅扰信号, 影响芯片的逻辑工作, 乃至静电堆集持久性的击穿这个输入端, 构成芯片失效.
　　别的, 只需 4000 系列的 CMOS 器件能够工作在15伏电源下, 74HC, 74HCT 等都只能工作在 5伏电源下, 如今现已有工作在 3伏和 2.5伏电源下的 CMOS 逻辑电路芯片了.
　　CMOS电平缓TTL电平:
　　CMOS逻辑电平计划比照大，计划在3～15V，比方4000系列当5V供电时，输出在4.6以上为高电平，输出在0.05V以下为低电平。输入在3.5V以上为高电平，输入在1.5V以下为低电平。
　　而关于TTL芯片，供电计划在0～5V，多见都是5V，如74系列5V供电，输出在2.7V以上为高电平，输出在 0.5V以下为低电平，输入在2V以上为高电平，在0.8V以下为低电平。因而，CMOS电路与 TTL电路就有一个电平改换的疑问，使两者电平域值能匹配。
　　有关逻辑电平的一些概念 ：
　　要了解逻辑电平的内容，首要要知道以下几个概念的意义：
　　1：输入高电平（Vih）：保证逻辑门的输入为高电往常所答应的最小输入高电平，当输入电平高于Vih时，则以为输入电平为高电平。
　　2：输入低电平（Vil）：保证逻辑门的输入为低电往常所答应的最大输入低电平，当输入电平低于Vil时，则以为输入电平为低电平。
　　3：输出高电平（Voh）：保证逻辑门的输出为高电往常的输出电平的最小值，逻辑门的输出为高电往常的电平值都有必要大于此Voh。
　　4：输出低电平（Vol）：保证逻辑门的输出为低电往常的输出电平的最大值，逻辑门的输出为低电往常的电平值都有必要小于此Vol。
　　5： 阀值电平(Vt)：数字电路芯片都存在一个阈值电平，便是电路刚刚牵强能翻滚动作时的电平。它是一个界于Vil、Vih之间的电压值，关于CMOS电路的阈值电平，底子上是二分之一的电源电压值，但要保证安稳的输 出，则有必要恳求输入高电平> Vih，输入低电平 关于通常的逻辑电平，以上参数的联络如下：
　　Voh > Vih > Vt > Vil > Vol
　　6：Ioh：逻辑门输出为高电往常的负载电流（为拉电流）。
　　7：Iol：逻辑门输出为低电往常的负载电流（为灌电流）。
　　8：Iih：逻辑门输入为高电往常的电流（为灌电流）。
　　9：Iil：逻辑门输入为低电往常的电流（为拉电流）。
　　门电路输出极在集成单元内不接负载电阻而直接引出作为输出端，这种办法的门称为开路门。开路的TTL、CMOS、ECL门别离称为集电极开路（OC）、漏极开路（OD）、发射极开路（OE），运用时应查看是不是接上拉电阻（OC、OD门）或下拉电阻（OE门），以及电阻阻值是不是适宜。关于集电极开路（OC）门，其上拉电阻阻值RL应满意下面条件：
　　（1）：RL < （VCC－Voh）/（n*Ioh＋m*Iih）
　　（2）：RL > （VCC－Vol）/（Iol＋m*Iil）
　　其间n：线与的开路门数；m：被驱动的输入端数。
　　十：常用的逻辑电平
　　·逻辑电平：有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL；RS232、RS422、LVDS等。
　　·其间TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为四类：5V系列（5V TTL和5V CMOS）、3.3V系列，2.5V系列和1.8V系列。
　　·5V TTL和5V CMOS逻辑电平是通用的逻辑电平。
　　·3.3V及以下的逻辑电平被称为低电压逻辑电平，常用的为LVTTL电平。
　　·低电压的逻辑电平还有2.5V和1.8V两种。
　　·ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。
　　·RS-422/485和RS-232是串口的接口规范，RS-422/485是差分输入输出，RS-232是单端输入输出。
　　OC门
　　OC门，又称集电极开路（漏极开路）与非门门电路，Open Collector（Open Drain）。
　　为何引进OC门？
　　实习运用中,有时需求两个或两个以上与非门的输出端衔接在同一条导线上，将这些与非门上的数据（情况电平）用同一条导线运送出去。因而，需求一种新的与非门电路--OC门来完毕“线与逻辑”。
　　OC门首要用于3个方面：
　　1、完毕与或非逻辑，用做电平改换，用做驱动器。由于OC门电路的输出管的集电极悬空，运用时需外接一个上拉电阻Rp到电源VCC。OC门运用上拉电阻以输出高电平，此外为了加大输出引脚的驱动才干，上拉电阻阻值的挑选准则，从降低功耗及芯片的灌电流才干思考应当满意大；从保证满意的驱动电流思考应当满意小。
　　2、线与逻辑，即两个输出端（包含两个以上）直接互连就能够完毕“AND”的逻辑功用。在总线传输等实习运用中需求多个门的输出端并联衔接运用，而通常TTL门输出端并不能直接并接运用，不然这些门的输出管之间由于低阻抗构成很大的短路电流（灌电流），而烧坏器件。在硬件上，可用OC门或三态门（ST门）来完毕。 用OC门完毕线与，应一同在输出端口应加一个上拉电阻。
　　3、三态门（ST门）首要用在运用于多个门输出同享数据总线，为防止多个门输出一同占用数据总线，这些门的使能信号（EN）中只答应有一个为有用电平（如高电平），由于三态门的输出是推拉式的低阻输出，且不需接上拉（负载）电阻，所以开关速度比OC门快，常用三态门作为输出缓冲器。
　　啥是OC、OD？
　　集电极开路门(集电极开路 OC 或漏极开路 OD)
　　Open-Drain是漏极开路输出的意思，恰当于集电极开路(Open-Collector)输出，即TTL中的集电极开路（OC）输出。通常用于线或、线与，也有的用于电流驱动。
　　Open-Drain是对MOS管而言，Open-Collector是对双极型管而言，在用法上没啥差异。
　　开漏办法的电路有以下几个特色：
　　a. 运用外部电路的驱动才干，削减IC内部的驱动。 或驱动比芯片电源电压高的负载.
　　b.能够将多个开漏输出的Pin，衔接到一条线上。经过一只上拉电阻，在不添加任何器件的情况下，构成“与逻辑”联络。这也是I2C，SMBus等总线差异总线占用情况的原理。假定作为图腾输出有必要接上拉电阻。接容性负载时，降低延是芯片内的晶体管，是有源驱动，速度较快；上升延是无源的外接电阻，速度慢。假定恳求速度高电阻挑选要小，功耗会大。所以负载电阻的挑选要统筹功耗和速度。
　　c. 能够运用改动上拉电源的电压，改动传输电平。例如加上上拉电阻就能够供应TTL/CMOS电平输出等。
　　d. 开漏Pin不衔接外部的上拉电阻，则只能输出低电平。通常来说，开漏是用来衔接不相同电平的器件，匹配电平用的。
　　正常的CMOS输出级是上、下两个管子，把上面的管子去掉便是OPEN-DRAIN了。这种输出的首要意图有两个：电平改换和线与。
　　由于漏级开路，所往后级电路有必要接一上拉电阻，上拉电阻的电源电压就能够决议输出电平。这么你就能够进行恣意电平的改换了。
　　线与功用首要用于有多个电路对同一信号进行拉低操作的场合，假定本电路不想拉低，就输出高电平，由于OPEN-DRAIN上面的管子被拿掉，高电平是靠外接的上拉电阻完毕的。（而正常的CMOS输出级，假定呈现一个输出为高别的一个为低时，等于电源短路。）
　　OPEN-DRAIN供应了活络的输出办法，可是也有其缺点，便是带来上升沿的延时。由于上升沿是经过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻挑选小时延时就小，但功耗大；反之延时大功耗小。所以假定对延时有恳求，则主张用降低沿输出。

上一篇：拓展电路的瞬态剖析与稳态剖析

下一篇：怎样查看电机好坏?