什么是 TTL 电平、 CMOS 电平、 RS232 电平?它们有什么区别呢?一般说来, CMOS 电平比 TTL 电平有着更高的噪声容限。
1 、 TTL 电平标准
输出 L : <0.8V ; H : >2.4V 。
输入 L : <1.2V ; H : >2.0V 。
TTL 器件输出低电平要小于 0.8V ,高电平要大于 2.4V 。输入,低于 1.2V 就认为是 0 ,高于 2.0 就认为是 1 。于是 TTL 电平的输入低电平的噪声容限就只有 (0.8-0)/2=0.4V ,高电平的噪声容限为 (5-2.4)/2=1.3V 。
2 、 CMOS 电平标准
输出 L : <0.1*Vcc ; H : >0.9*Vcc 。
输入 L : <0.3*Vcc ; H : >0.7*Vcc 。
由于 CMOS 电源采用 12V , 则输入低于 3.6V 为低电平,噪声容限为 1.8V ,高于 3.5V 为高电平,噪声容限为 1.8V 。CMOS比 TTL 有更高的噪声容限。
3 、 RS232 标准
逻辑 1 的电平为 -3 ~ -15V ,逻辑 0 的电平为 +3 ~ +15V , 注意电平的定义反相了一次。
4 、 TTL 与 CMOS 电平使用起来有什么区别
(1) 电平的上限和下限定义不一样, CMOS 具有更大的抗噪区域。 同是 5 伏供电的话, TTL 一般是 1.7V 和 3.5V 的样子, CMOS 一般是 2.2V 和 2.9V 的样子,不准确,仅供参考。
(2) 电流驱动能力不一样, TTL 一般提供 25 毫安的驱动能力,而 CMOS 一般在 10 毫安左右。
(3) 需要的电流输入的大小也不一样,一般 TTL 需要 2.5 毫安左右, CMOS 几乎不需要电流输入。
(4) 很多器件都是兼容 TTL 和 CMOS 的, datasheet 会有说明。如果不考虑速度和性能,一般器件可以互换。 但是需要注意有时候负载效应可能引起电路工作不正常,因为有些 TTL 电路需要下一级的输入阻抗作为负载才能正常工作。
5 、 TTL 电路和 CMOS 电路的逻辑电平
VOH: 逻辑电平 1 的输出电压
VOL: 逻辑电平 0 的输出电压
VIH : 逻辑电平 1 的输入电压
VIL : 逻辑电平 0 的输入电压
TTL 电路临界值:
VOHmin = 2.4V VOLmax = 0.4V
VIHmin = 2.0V VILmax = 0.8V
CMOS 电路临界值(电源电压为+ 5V )
VOHmin = 4.99V VOLmax = 0.01V
VIHmin = 3.5V VILmax = 1.5V
6 、 TTL 和 CMOS 的逻辑电平转换
CMOS 电平能驱动 TTL 电平
TTL 电平不能驱动 CMOS 电平,需加上拉电阻。
7 、常用逻辑芯片特点
74LS 系列: TTL 输入 : TTL 输出 : TTL
74HC 系列: CMOS 输入 : CMOS 输出 : CMOS
74HCT 系列: CMOS 输入 : TTL 输出 : CMOS
CD4000 系列: CMOS 输入 : CMOS 输出 : CMOS