TTL、CMOS器件的互连资料总结

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1、第一篇：TTL、CMOS器件的互连1：逻辑器件的互连总则在不同逻辑电平器件之间进行互连时主要考虑以下几点： 电平关系，必须保证在各自的电平范围内工作，否则，不能满足正常逻辑功能，严重时 会烧毁芯片。 驱动能力，必须根据器件的特性参数仔细考虑，计算和试验，否则很可能造成隐患，在 电源波动，受到干扰时系统就会崩溃。 时延特性，在高速信号进行逻辑电平转换时，会带来较大的延时，设计时一定要充分考 虑其容限。选用电平转换逻辑芯片时应慎重考虑，反复对比。通常逻辑电平转换芯片为通用转换芯 片，可靠性高，设计方便，简化了电路，但对于具体的设计电路一定要考虑以上三种情况， 合理选用。对于数字电路来说，各种器件所

2、需的输入电流、输出驱动电流不同，为了驱动大电流器 件、远距离传输、同时驱动多个器件，都需要审查电流驱动能力：输出电流应大于负载所需 输入电流；另一方面， TTL、CMOS、ECL 等输入、输出电平标准不一致，同时采用上述多 种器件时应考虑电平之间的转换问题。我们在电路设计中经常遇到不同的逻辑电平之间的互连，不同的互连方法对电路造成以 下影响： 对逻辑电平的影响。应保证合格的噪声容限(VohminVihmin三0.4V, VilmaxVolmax 三0.4V),并且输出电压不超过输入电压允许范围。 对上升/下降时间的影响。应保证邛lh和Tphl满足电路时序关系的要求和EMC的要求。 对电压过冲的

3、影响。过冲不应超出器件允许电压绝对最大值，否则有可能导致器件损坏。TTL和CMOS的逻辑电平关系如下图所示:LVTTL3 V-3.B V)0.7 VLCCMOS(4 5 V-5.5 V|0.6 VQC0.S VV1U . 2.0VVI； = 0.8 V-Low-voltage【evefsVol=0.2VVTC= 2.7 - 3.6V3.3V 的逻辑电平标准如前面所述有三种，实际的 3.3V TTL/CMOS 逻辑器件的输入电平 参数一般都使用LVTTL或3.3V逻辑电平标准（一般很少使用LVCMOS输入电平），输出电 平参数在小电流负载时高低电平可分别接近电源电压和地电平（类似LVCMOS输出

4、电平）， 在大电流负载时输出电平参数则接近LVTTL电平参数，所以输出电平参数也可归入3.3V逻 辑电平，另外，一些公司的手册中将其归纳如LVTTL的输出逻辑电平，也可以。在下面讨论逻辑电平的互连时，对3.3V TTL/CMOS的逻辑电平，我们就指的是3.3V逻 辑电平或LVTTL逻辑电平。常用的 TTL和 CMOS 逻辑电平分类有:5V TTL、5V CMOS、3.3V TTL/CMOS、3.3V/5V Tol.、 和 OC/OD 门。其中:3.3V/5V Tol是指输入是3.3V逻辑电平，但可以忍受5V电压的信号输入。3.3V TTL/CMOS逻辑电平表示不能输入5V信号的逻辑电平，否则会

5、出问题。注意某些5V的CMOS逻辑器件，它也可以工作于3.3V的电压，但它与真正的3.3V器 件（是LVTTL逻辑电平）不同，比如其VIH是2.31V （=0.7x3.3V,工作于3.3V）（其实是 LVCMOS逻辑输入电平），而不是2.0V,因而与真正的3.3V器件互连时工作不太可靠，使 用时要特别注意，在设计时最好不要采用这类工作方式。值得注意的是有些器件有单独的输入或输出电压管脚，此管脚接3.3V的电压时，器件的 输入或输出逻辑电平为3.3V的逻辑电平信号，而当它接5V电压时，输入或输出的逻辑电 平为5V的逻辑电平信号，此时应该按该管脚上接的电压的值来确定输入和输出的逻辑电平 属于哪种分

6、类。对于可编程器件（EPLD和FPGA）的互连也要根据器件本身的特点进行处理。以上5种逻辑电平类型之间的驱动关系如下表:输入5VTTL3.3V/5VTcl.3.3VTTL-CMOS5VCMOS5VTTL3.3VITLCMOSJ5VCMOS74亩JOC/OD1：拉：拉:拉二拉上表中打钩（J）的表示逻辑电平直接互连没有问题，打星号（？）的表示要做特别处理。对 于打星号（?）的逻辑电平的互连情况，具体见后面说明。一般对于高逻辑电平驱动低逻辑电平的情况如简单处理估计可以通过串接10-1K欧的 电阻来实现，具体阻值可以通过试验确定，如为可靠起见，可参考后面推荐的接法。从上表 可看出OC/OD输出加上拉电

7、阻可以驱动所有逻辑电平，5V TTL和3.3V /5VTol可以被所有 逻辑电平驱动。所以如果您的可编程逻辑器件有富裕的管脚，优先使用其OC/OD输出加上 拉电阻实现逻辑电平转换；其次才用以下专门的逻辑器件转换。对于其他的不能直接互连的 逻辑电平，可用下列逻辑器件进行处理。TI的AHCT系列器件为5V TTL输入、5V CMOS输出。TI的LVC/LVT系列器件为TTL/CMOS逻辑电平输入、3.3V TTL （LVTTL）输出，也可以用 双轨器件替代。注意：不是所有的LVC/LVT系列器件都能够运行5V TTL/CMOS输入，一般只有带后缀A的 和LVCH/LVTH系列的可以，具体可以参考其

8、器件手册。2： 5V TTL门作驱动源 驱动 3.3V TTL/CMOS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。 驱动 5V CMOS可以使用上拉5V电阻的方式解决，或者使用AHCT系列器件（为5V TTL输入、5VCMOS 输出）进行转换。3： 3.3V TTL/CMOS门作驱动源 驱动 5V CMOS使用AHCT系列器件（为5V TTL输入、5V CMOS输出）进行转换（3.3V TTL电平（LVTTL） 与5V TTL电平可以互连）。4： 5V CMOS 门作驱动源驱动 3.3V TTL/CMOS通过LVC/LVT器件（输入是TTL/

9、CMOS逻辑电平，输出是LVTTL逻辑电平）进行转换。5：2.5V CMOS 逻辑电平的互连随着芯片技术的发展，未来使用2.5V电压的芯片和逻辑器件也会越来越多，这里简单 谈一下2.5V逻辑电平与其他电平的互连，主要是谈一下2.5V逻辑电平与3.3V逻辑电平的 互连。（注意：对于某些芯片，由于采用了优化设计，它的2.5V管脚的逻辑电平可以和3.3V 的逻辑电平互连，此时就不需要再进行逻辑电平的转换了。）1）3.3V TTL/CMOS逻辑电平驱动2.5V CMOS逻辑电平2.5V的逻辑器件有LV、LVC、AVC、ALVT、ALVC等系列，其中前面四种系列器件工作 在2.5V时可以容忍3.3V的电

10、平信号输入，而ALVC不行，所以可以使用LV、LVC、AVC、 ALVT系列器件来进行3.3V TTL/CMOS逻辑电平到2.5V CMOS逻辑电平的转换。2）2.5V CMOS逻辑电平驱动3.3V TTL/CMOS逻辑电平2.5V CMOS逻辑电平的VOH为2.0V，而3.3V TTL/CMOS的逻辑电平的VIH也为2.0V， 所以直接互连的话可能会出问题（除非3.3V的芯片本身的VIH参数明确降低了）。此时可 以使用双轨器件SN74LVCC3245A来进行2.5V逻辑电平到3.3V逻辑电平的转换，另外，使 用 OC/OD 们加上拉电阻应该也是可以的。第二篇：3.3V和5V装置的互连连接 3

11、.3V 设备到 5V 设备需要考虑到驱动器和接收器的逻辑电平是否匹配。图 1.12.描述了用于5V CMOS，5V TTL和3.3V TTL的逻辑电平标准。可以看到，5V TTL和3.3VTTL的逻辑电平是相同的，而5V CMOS逻辑电平与前两者是不同的。这在连接3.3V系统 到 5V 系统时是必须考虑的。5W TTLStandard TTL3.3-VULLVT LVC. ALVC. LV5V CMOS，5V TTL 和 3.3V TTL 开关电平标准（1） 5V TTL装置驱动3.3V TTL装置。5V TTL和3.3V LVC的逻辑电平是相同的。因 为 5V 容忍度的装置可以经受住 6.5

12、V 的直流输入，所以 5V TTL 连接 3.3V 且容忍度为 5V的装置时，可以不需要额外的元器件。TI的CBT （crossbar technology）开关可以用来 从5V TTL向3.3V且容忍度不为5V的装置传送信号。该开关通过使用一个外部的产生 0.7V压降的二极管和CBT （门极到源极的压降为1V），从而产生3.3V的电平。（2） 3V TTL装置（LVC）驱动5V TTL装置。两者逻辑电平是相同的，连接可以不需要 外部电路或装置。（3） 5V COMS装置驱动3.3V TTL装置。两个不同的逻辑电平连接在一起，进一步分析 5V COMS装置的VOH和VOL与3.3V LVC装置

13、的VIH和VIL电平，虽然存在不一致的地 方，但有 5V 容忍度的 3.3V 装置可以在 5V CMOS 电平输入下工作。使用 5V 容忍度的 LVC装置，5V CMOS驱动3.3V LVC是可能的。（4）3.3V TTL装置驱动5V CMOS装置。3.3V LVC的VOH是2.4V（输出电平可达3.3V），而5V CMOS装置的最小VIH要求是3.5V。因此，用3.3V LVC或其他3.3V标准的 装置驱动 5V CMOS 装置是不 可能的。 解决该 问题就需要 用到专用芯片， 如 TI 的 SN74ALVC164245 和 SN74LVC4245 等。这些芯片一边采用 3.3V 电平供电，

14、另一边采用 5V电平供电，可以使3.3V逻辑部分驱动5V CMOS装置。第三篇：关于33V、5V电平互连的资料5V COMS需要注意只能用5V CMOS输入，3.3V TTL和CMOS只能用3.3V TTL和CMOS输入（不 能用 5V 输入），其他可以随便接,但是对应于常用的型号，例如 HC、LVC、LS、ALS、LVT、HCT 什么的，总结如下HC:高速CMOS:供电2-6V，所以可以用3V或者5V供电，输入不允许开路，上拉和下拉能 力同样为 5maLS:低功耗肖特基：供电5V,可用HCT代替，上拉弱(5ma),下拉强(20ma)HCT:高速CMOS兼容TTL, 4.5-5V,与LS完全兼

15、容ALS: 先进低功耗肖特基：比较少用LVT:低压 TTL：供电 3.3V：LVC:低压 CMOS:供电 3.3、2.8、1.8V(最常见的是HC和LS，LS和HC的区别就不再赘述了，反正LS逐渐被HC取代，以后尽量 用 HC 就好)在已经应用到产品的板上，看到LS系列(5V)可由3.3V直接驱动，但是驱动3.3V CMOS 时要加限流电阻(10k)LVT (3.3V)可与3.3V CMOS、TTL直接相连，可由HC (5V)直接驱动常用电平转换方案：(1) 晶体管+上拉电阻法就是一个双极型三极管或 MOSFET， C/D 极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输 出电平大致就是正电源电平。(2) OC/OD 器件+上拉电阻法跟 (1) 类似。适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。(3) 74xHCT系列芯片升压(3.3V-5V)凡是输入与5V TTL电平兼容的5V CMOS器件都可以用作3.3V-5V电平转换。这是由于3.3V CMOS的电平刚好和5V TTL电平兼容(巧合)，而CMOS的输出电平总 是接近电源电平的。廉价的选择如 74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/.) 系