• TTL与CMOS电平的区别


    (一)TTL高电平3.6~5V,低电平0V~2.4V        CMOS电平Vcc可达到12V
            CMOS电路输出高电平约为0.9Vcc,而输出低电平约为0.1Vcc。
            CMOS电路不使用的输入端不能悬空,会造成逻辑混乱。EDA中国门户网站 e q C9f Q
            TTL电路不使用的输入端悬空为高电平,另外,CMOS集成电路电源电压可以在较大范围内变化,因而对电源的要求不像TTL集成电路那样严格。
            用TTL电平他们就可以兼容


    (二)TTL电平是5V,CMOS电平一般是12V。
            因为TTL电路电源电压是5V,CMOS电路电源电压一般是12V。
             5V的电平不能触发CMOS电路,12V的电平会损坏TTL电路,因此不能互相兼容匹配。


    (三)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。

    CMOS电平:
    输出 L: <0.1*Vcc ; H:>0.9*Vcc。
    输入 L: <0.3*Vcc ; H:>0.7*Vcc.

              一般单片机、DSP、FPGA他们之间管教能否直接相连. 一般情况下,同电压的是可以的,不过最好是要好好查查技术手册上的VIL,VIH,VOL,VOH的值,看是否能够匹配(VOL要小于VIL,VOH要大于VIH,是指一个连接当中的)。有些在一般应用中没有问题,但是参数上就是有点不够匹配,在某些情况下可能就不够稳定,或者不同批次的器件就不能运行。

               例如:74LS的器件的输出,接入74HC的器件。在一般情况下都能好好运行,但是,在参数上却是不匹配的,有些情况下就不能运行。

    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或者称更宽的噪声容限。

        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,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。需要的电流输入大小也不一样。TTL电路是电流控制器件,而CMOS电路是电压控制器件;一般TTL需要2.5毫安左右,CMOS几乎不需要电流输入。

    4。TTL电路的速度快,传输延迟时间短(5-10ns),但是功耗大。
         CMOS电路的速度慢,传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。
         CMOS电路本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,这是正常现象。

    5。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。

    【一点补充】

    (一)CMOS电路的使用注意事项

        1) CMOS电路的锁定效应:
             CMOS电路由于输入太大的电流,内部的电流急剧增大,除非切断电源,电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时,CMOS的内部电流能达到40mA以上,很容易烧毁芯片。
       防御措施:
        (a)在输入端和输出端加钳位电路,使输入和输出不超过不超过规定电压。
        (b)芯片的电源输入端加去耦电路,防止VDD端出现瞬间的高压。
        (c)在VDD和外电源之间加限流电阻,即使有大的电流也不让它进去。
        (d)当系统由几个电源分别供电时,开关要按下列顺序:开启时,先开启CMOS电路的电源,再开启输入信号和负载的电源;关闭时,先关闭输入信号和负载的电源,再关闭CMOS 电路的电源。
        2)CMOS电路时电压控制器件,它的输入总抗很大,对干扰信号的捕捉能力很强。所以,不用的管脚不要悬空,要接上拉电阻或者下拉电阻,给它一个恒定的电平。
        3)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,使输入的电流限制在1mA之内。
        4)当接长信号传输线时,在CMOS电路端接匹配电阻。
        5)当输入端接大电容时,应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。
        6)CMOS的输入电流超过1mA,就有可能烧坏CMOS。  
       
    (二)TTL门电路中输入端负载特性(输入端带电阻特殊情况的处理):
        1)悬空时相当于输入端接高电平。因为这时可以看作是输入端接一个无穷大的电阻。
        2)在门电路输入端串联10K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。因为由TTL门电路的输入端负载特性可知,只有在输入端接的串联电阻小于910欧时,它输入来的低电平信号才能被门电路识别出来,串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电平。这个一定要注意。CMOS门电路就不用考虑这些了。


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