常用逻辑电平简介讲解学习
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高电平、低电平、高电平有效、低电平有效一、逻辑电平中高电平、低电平、中间电平(不定电平)概念电平和电压是有差别的,高电平指的是与低电平相对的高电压,是电工程上的一种说法。
在逻辑电平中,保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平,当输入电平高于输入高电压(Vih)时,则认为输入电平为高电平。
在电子和自动化控制中,分为模拟信号和数字信号,在数字逻辑电子电路中,数字信号是二进制的,即只有0信号和1信号。
:•高电平表示电压高的状态,记为1,一般规定高电平为3.5~5V •低电平表示电压低的状态, 记为0,一般规定低电平为0~0.25V •不定电压:对于高低电平之间的电压属于不定电压,在这个电压下会使器件工作不稳定,比如有时电脑开机后有不正常现象,但重新启动后又没问题了,就是因为数字电路有时因为器件遇到了这个不定电压而无法识别发生紊乱要进一步了解逻辑电平的概念,必须理解一下几个概念的含义:•输入高电平(Vih):保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则认为输入电平为高电平。
•输入低电平(Vil):保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则认为输入电平为低电平。
•输出高电平(Voh):保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值,逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。
•输出低电平(Vol):保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值,逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。
•阀值电平(Vt):数字电路芯片都存在一个阈值电平,就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。
它是一个界于Vil、Vih之间的电压值,对于CMOS电路的阈值电平,基本上是二分之一的电源电压值,但要保证稳定的输出,则必须要求输入高电平>Vih,输入低电平<Vil,而如果输入电平在阈值上下,也就是Vil~Vih这个区域,电路的输出会处于不稳定状态。
R S232、R S485、R S422电平,及常见逻辑电平标准RS232电平或者说串口电平,有的甚至说计算机电平,所有的这些说法,指得都是计算机9针串口(RS232)的电平,采用负逻辑,-15v ~ -3v 代表1+3v ~ +15v 代表0RS485电平和RS422电平由于两者均采用差分传输(平衡传输)的方式,所以他们的电平方式,一般有两个引脚 A,B发送端 AB间的电压差+2 ~+6v 1-2 ~-6v 0接收端 AB间的电压差大于+200mv 1小于-200mv 0定义逻辑1为B>A的状态定义逻辑0为A>B的状态AB之间的电压差不小于200mv一对一的接头的情况下RS232 可做到双向传输,全双工通讯最高传输速率 20kbps422 只能做到单向传输,半双工通讯,最高传输速率10Mbps485 双向传输,半双工通讯, 最高传输速率10Mbps常见逻辑电平标准下面总结一下各电平标准。
和新手以及有需要的人共享一下^_^.现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等,还有一些速度比较高的 LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。
下面简单介绍一下各自的供电电源、电平标准以及使用注意事项。
TTL:Transistor-Transistor Logic 三极管结构。
Vcc:5V;VOH>=2.4V;VOL<=0.5V;VIH>=2V;VIL<=0.8V。
因为2.4V与5V之间还有很大空闲,对改善噪声容限并没什么好处,又会白白增大系统功耗,还会影响速度。
所以后来就把一部分“砍”掉了。
也就是后面的LVTTL。
LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。
3.3V LVTTL:Vcc:3.3V;VOH>=2.4V;VOL<=0.4V;VIH>=2V;VIL<=0.8V。
3.3v CMOS逻辑电平1. 什么是3.3v CMOS逻辑电平?在数字电子领域中,逻辑电平是指用来表示数字信号状态的电压水平。
而3.3v CMOS逻辑电平则是一种常见的逻辑电平标准,它使用3.3伏特的电压来表示逻辑高和逻辑低两种状态。
CMOS是“互补金属氧化物半导体”的缩写,指的是一种在集成电路中常用的技术。
在这种技术中,通过控制不同场效应晶体管的导通或截止来实现数字信号的处理和传输。
2. 3.3v CMOS逻辑电平的应用领域3.3v CMOS逻辑电平广泛应用于数字电路和数字信号处理领域。
在各种集成电路和数字系统中,3.3v CMOS逻辑电平都是常见的工作电压标准。
微控制器、FPGA(现场可编程门阵列)、数字信号处理器等数字集成电路都常使用3.3v CMOS逻辑电平。
许多现代的通信设备、计算机接口和各类传感器也都使用这种电平标准。
3. 3.3v CMOS逻辑电平的特点与其他逻辑电平标准相比,3.3v CMOS逻辑电平具有一些显著的特点。
它相对低功耗,能在电压较低的情况下工作,有利于减小系统功耗和热耗。
3.3v CMOS逻辑电平的噪声容限较高,能够在较差的信号环境下保持稳定的工作。
另外,这种电平标准的信号传输速率也相对较高,有利于提高系统的数据处理速度和响应速度。
4. 3.3v CMOS逻辑电平的优势和劣势尽管3.3v CMOS逻辑电平具有诸多优点,但也存在一些不足之处。
作为一种低电压标准,其抗干扰能力较弱,对信号干扰和噪声容限要求较高。
由于低电压容限的限制,3.3v CMOS逻辑电平在长距离传输和噪声环境下的稳定性可能会受到一定影响。
在一些特殊应用场景中,可能需要考虑使用其他逻辑电平标准。
5. 个人观点和总结3.3v CMOS逻辑电平作为一种常用的数字电路工作标准,在现代数字系统中发挥着重要作用。
它的低功耗、高速率等特点,使其在许多应用领域都有着广泛的应用前景。
我们也要充分认识到其在噪声环境下的一些不足之处,以便在实际设计和应用中进行合理的选择和折衷。
逻辑电平分类与解释逻辑电平分类与解释一、逻辑电平的一些基本概念要了解逻辑电平的内容,首先要知道以下几个概念的含义:1、输入高电平(Vih):保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则认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平时所允许的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则认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平时的输出电平的最小值,逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。
4、输出低电平(Vol):保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值,逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。
5、阀值电平(Vt):数字电路芯片都存在一个阈值电平,就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。
它是一个界于Vil、Vih之间的电压值,对于CMOS电路的阈值电平,基本上是二分之一的电源电压值,但要保证稳定的输出,则必须要求输入高电平> Vih,输入低电平<vil,而如果输入电平在阈值上下,也就是vil~vih这个区域,电路的输出会处于不稳定状态。
< p="">对于一般的逻辑电平,以上参数的关系如下: Voh > Vih > Vt > Vil > Vol。
6、Ioh:逻辑门输出为高电平时的负载电流(为拉电流)。
7、Iol:逻辑门输出为低电平时的负载电流(为灌电流)。
8、Iih:逻辑门输入为高电平时的电流(为灌电流)。
9、Iil:逻辑门输入为低电平时的电流(为拉电流)。
10、OC、OD、OE门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,这种形式的门称为开路门。
开路的TTL门称为集电极开路(OC);开路的CMOS门称为漏极开路(OD);开路的ECL门称为发射极开路(OE);开路门使用时必须外接上拉电阻(OC、OD门)或下拉电阻(OE 门),才能将它们的开关电平作为高低电平用,否则它们只为大电压和大电流负载提供开关,所以又叫做驱动门电路。
常用电平及接口电平常用电平及接口电平目录一.常用逻辑电平标准 (3)1.1 COMS电平 (4)1.2 LVCOMS电平 (5)2.1 TTL电平 (5)2.2 LVTTL电平 (5)3.1 LVDS电平 (6)4.1 PECL(VCC=5V)/LVPECL(VCC=3.3V)电平 (7)5.1 CML电平 (7)6.1 VML电平 (7)7.1 HSTL电平 (8)7.2 SSTL电平 (8)二.常用接口电平标准 (9)1. RS232、RS485、 RS422 (9)2 DDR1 ,DDR2,DDR3 (10)3 PCIE2. 0、PCIE3.0 (11)4 USB2.0, USB3.0 (13)5 SATA2.0, SATA3.0 (14)6 GTX高速接口 (14)一.常用逻辑电平标准附图1:附图2:附图3:附图4:1.1 COMS电平电平参数条件最大值典型值最小值单位备注电源电压(VCC) 5.5 5 4.5 V输入高压(VIH) 3.5 V输入低压(VIL) 1.5 V输出高压(VOH) 4.44 V输出低压(VOL)0.5 V共模电压(VT) 2.5 V传输延迟时间(25-50ns)最高速率耦合方式1.2 LVCOMS电平LVCOMS电平参数条件最大值典型值最小值单位备注电源电压(VCC) 3.6 3.3 2.7 V输入高压(VIH)0.7VCC V输入低压(VIL) 0.2VCC V输出高压(VOH) VCC-0.1 V输出低压(VOL)0.1 V共模电压(VT)0.5VCC V最高速率耦合方式2.1 TTL电平电平参数条件最大值典型值最小值单位备注电源电压(VCC) 5.5 5 4.5 V输入高压(VIH) 2 V输入低压(VIL) 0.8 V输出高压(VOH) 2.4 V输出低压(VOL)0.5 V共模电压(VT) 1.5 V传输延迟时间(5-10ns),最高速率耦合方式2.2 LVTTL电平电平参数条件最大值典型值最小值单位备注电源电压(VCC)3.6 3.3 3 V 输入高压(VIH)2 V 输入低压(VIL) 0.8 V 输出高压(VOH) 2.4 V 输出低压(VOL)0.4 V 共模电压(VT) 1.5 V 最高速率耦合方式3.1 LVDS电平最高速率:3.125Gbps耦合方式:4.1 PECL(VCC=5V)/LVPECL(VCC=3.3V)电平最高速率:LVPECL为10+Gbps耦合方式:5.1 CML电平最高速率:10+Gbps耦合方式:VCC相同时CML与CML之间采用直流耦合,VCC不同时CML与CML 之间采用交流耦合6.1 VML电平电平参数条件最大值典型值最小值单位备注电源电压(VCC)V输入高压(VIH)V输入低压(VIL) V输出高压(VOH) 1.65 V输出低压(VOL) 0.85 V共模电压(VT) 1.25 V最高速率耦合方式VML电平与LVDS电平兼容,TLK2711输出是VML 电平。
逻辑电平介绍TTL,CMOSTTL电平:输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。
在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V。
最小输入高电平和低电平: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逻辑电平电压接近于电源电压,0逻辑电平接近于0V。
而且具有很宽的噪声容限。
3,电平转换电路:因为TTL和COMS的高低电平的值不一样(ttl 5v<==>cmos 3.3v),所以互相连接时需要电平的转换:就是用两个电阻对电平分压,没有什么高深的东西。
哈哈4,OC门,即集电极开路门电路,OD门,即漏极开路门电路,必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。
否则它一般只作为开关大电压和大电流负载,所以又叫做驱动门电路。
5,TTL和COMS电路比较:1)TTL电路是电流控制器件,而coms电路是电压控制器件。
2)TTL电路的速度快,传输延迟时间短(5-10ns),但是功耗大。
COMS电路的速度慢,传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。
COMS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。
TTL和CMOS的逻辑电平关系图2-1:TTL和CMOS的逻辑电平图上图为5V TTL逻辑电平、5V CMOS逻辑电平、LVTTL逻辑电平和LVCMOS逻辑电平的示意图。
5V TTL逻辑电平和5V CMOS逻辑电平是很通用的逻辑电平,注意他们的输入输出电平差别较大,在互连时要特别注意。
另外5V CMOS器件的逻辑电平参数与供电电压有一定关系,一般情况下,Voh≥Vcc-0.2V,Vih≥0.7Vcc;Vol≤0. 1V,Vil≤0.3Vcc;噪声容限较TTL电平高。
JEDEC组织在定义3. 3V的逻辑电平标准时,定义了LVTTL和LVCMOS逻辑电平标准。
LVTTL逻辑电平标准的输入输出电平与5V TTL逻辑电平标准的输入输出电平很接近,从而给它们之间的互连带来了方便。
常用逻辑电平简介(总9页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除常用逻辑电平简介(转载)逻辑电平有:TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVDS、GTL、BTL、ETL、GTLP;RS232、RS422、RS485等。
图1-1:常用逻辑系列器件TTL:Transistor-Transistor LogicCMOS:Complementary Metal Oxide SemicondutorLVTTL:Low Voltage TTLLVCMOS:Low Voltage CMOSECL:Emitter Coupled Logic,PECL:Pseudo/Positive Emitter Coupled LogicLVDS:Low Voltage Differential SignalingGTL:Gunning Transceiver LogicBTL: Backplane Transceiver LogicETL: enhanced transceiver logicGTLP:Gunning Transceiver Logic PlusTI的逻辑器件系列有:74、74HC、74AC、74LVC、74LVT等S - Schottky LogicLS - Low-Power Schottky LogicCD4000 - CMOS Logic 4000AS - Advanced Schottky Logic74F - Fast LogicALS - Advanced Low-Power Schottky LogicHC/HCT - High-Speed CMOS LogicBCT - BiCMOS TechnologyAC/ACT - Advanced CMOS LogicFCT - Fast CMOS TechnologyABT - Advanced BiCMOS TechnologyLVT - Low-Voltage BiCMOS TechnologyLVC - Low Voltage CMOS TechnologyLV - Low-VoltageCBT - Crossbar TechnologyALVC - Advanced Low-Voltage CMOS TechnologyAHC/AHCT - Advanced High-Speed CMOSCBTLV - Low-Voltage Crossbar TechnologyALVT - Advanced Low-Voltage BiCMOS TechnologyAVC - Advanced Very-Low-Voltage CMOS Logic器件和CMOS器件的逻辑电平:逻辑电平的一些概念要了解逻辑电平的内容,首先要知道以下几个概念的含义:1:输入高电平(Vih):保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则认为输入电平为高电平。
逻辑电平mos逻辑电平MOS是指Metal Oxide Semiconductor,即金属氧化物半导体。
它是一种常用的电子元件,广泛应用于数字电路中。
MOS是一种基于半导体材料的电子元件,其内部结构包括两个主要部分:MOSFET和MOS电容。
MOSFET是一种三端器件,包括源极、漏极和栅极,通过对栅极电压的控制,可以实现对漏极和源极之间的电流的调节。
MOS电容则是由金属电极、氧化物层和半导体基片组成,通过改变金属电极和半导体基片之间的电压,可以改变电容的电荷量。
逻辑电平MOS的作用是将输入信号转换为输出信号,实现逻辑功能。
在数字电路中,逻辑电平MOS常常被用于构建逻辑门电路,如与门、或门、非门等。
通过逻辑门电路的组合,可以实现各种复杂的数字逻辑功能。
逻辑电平MOS的工作原理是基于场效应。
当栅极电压为低电平时,MOSFET处于截止状态,漏极和源极之间的电流非常小;当栅极电压为高电平时,MOSFET处于导通状态,漏极和源极之间的电流较大。
通过对多个MOSFET的组合和控制,可以实现不同的逻辑功能。
逻辑电平MOS有许多优点。
首先,它具有体积小、功耗低的特点,适用于集成电路的制造。
其次,它具有高度的可靠性和稳定性,能够在宽温度范围内正常工作。
此外,逻辑电平MOS的响应速度较快,适用于高频率的信号处理。
然而,逻辑电平MOS也存在一些局限性。
首先,由于MOS电容的存在,逻辑电平MOS在工作过程中会产生一定的延迟,导致信号的传输速度受到限制。
其次,逻辑电平MOS的输出电流受到栅极电压的限制,不能提供较大的输出功率。
此外,逻辑电平MOS 的工作电压范围较窄,需要额外的电压转换电路来适应不同的工作电压要求。
为了克服逻辑电平MOS的一些缺点,研究者们提出了许多改进的方法。
例如,引入了多通道MOSFET和双栅极MOSFET等新型结构,以提高传输速度和输出功率。
此外,还提出了功耗优化的设计方法,通过降低栅极电压和调整电路结构,减少功耗,提高能效。
逻辑电平和差分电平逻辑电平和差分电平是电子领域中常用的概念。
它们在电路设计和数字信号处理中起着重要的作用。
本文将从人类的视角出发,以通俗易懂的方式,解释逻辑电平和差分电平的含义和应用。
逻辑电平是指数字电路中表示逻辑状态的电压值。
在大多数数字电路中,通常将高电平定义为逻辑"1",低电平定义为逻辑"0"。
逻辑电平的判断是基于一定的电压范围,如TTL逻辑电平中,高电平范围是2.4V到5V,低电平范围是0V到0.8V。
逻辑电平的变化代表了逻辑电路中信号的传输和处理。
差分电平是指在差分信号传输中使用的电压值。
差分信号传输是一种常见的电路设计技术,用于提高抗干扰性能和传输速度。
差分电平由两个相对的电压值表示,分别称为正电平和负电平。
差分电平的差值代表了信号的幅度,而差分电平的和值则代表了信号的平均值。
差分信号传输常用于高速串行通信、LVDS接口等领域。
逻辑电平和差分电平在数字电路中扮演着不同的角色。
逻辑电平主要用于表示逻辑状态,例如开关的开关状态、数字电路中的逻辑运算结果等。
而差分电平则主要用于信号传输和抗干扰,它通过正负电平的差值来提高信号的可靠性和抗干扰性能。
在数字电路设计中,逻辑电平和差分电平的选择和处理是非常重要的。
合理的逻辑电平设计可以保证电路的正确工作,而差分电平的选择和处理可以提高信号的传输质量和可靠性。
因此,在设计数字电路时,工程师需要仔细考虑逻辑电平和差分电平的要求,以确保电路的性能和可靠性。
总的来说,逻辑电平和差分电平在数字电路中起着重要的作用。
它们代表了电路中信号的状态和传输性能。
合理的逻辑电平和差分电平设计可以提高电路的性能和可靠性。
因此,在数字电路设计中,工程师需要充分理解逻辑电平和差分电平的概念和应用,以确保电路的正确工作和稳定性。
希望通过本文的解释,读者能够对逻辑电平和差分电平有更加清晰的认识。
常用电平类型
常用电平类型包括以下几种:
1. CMOS电平:CMOS逻辑电平的输入电压范围为0-20V,输出电压范围为-10+10V,输入、输出信号电平相差大于2V。
2. TTL电平:TTL逻辑电平的输入电压范围为0-5V,输出电压范围为0-5V,输入、输出信号电平相差大于0.8V。
3. ECL电平:ECL逻辑电平的输入电压范围为
-1.5-0.5V,输出电压范围为-1.5+0.5V,输入、输出信号电平相差小于0.4V。
4. RS-232电平:RS-232逻辑电平的输入电压范围为
-15-5V,输出电压范围为+3-15V,输入、输出信号电平相差大于3V。
5. USB电平:USB逻辑电平的输入电压范围为0-3.3V,输出电压范围为0-3.3V,输入、输出信号电平相差大于0.4V。
6. HDMI电平:HDMI逻辑电平的输入电压范围为0-3.3V,输出电压范围为0-3.3V,输入、输出信号电平相差大于0.4V。
7. SPI电平:SPI逻辑电平的输入电压范围为0-3.3V,输出电压范围为0-3.3V,输入、输出信号电平相差大于0.4V。
8. I2C电平:I2C逻辑电平的输入电压范围为0-3.3V,输出电压范围为0-3.3V,输入、输出信号电平相差大于0.4V。
常用逻辑电平的关系逻辑门是数字电路中最基本的构造单元,而逻辑门的实现离不开逻辑电平。
逻辑电平指的是表示逻辑状态的电压水平。
常用的逻辑电平有高电平和低电平,它们之间存在着一定的关系。
1. 高电平表示逻辑“1”,低电平表示逻辑“0”。
在数字电路中,高电平一般是指电压较高的状态,低电平一般是指电压较低的状态。
高电平和低电平的定义可以根据具体应用而有所不同,但一般情况下,高电平和低电平是通过电压水平来进行区分的。
2. 逻辑门的输入和输出都有高电平和低电平。
逻辑门是由晶体管等元件组成的电路,它根据输入端的电平状态来决定输出端的电平状态。
当输入端的电平满足逻辑门的输入条件时,输出端将产生相应的电平。
例如,与门的输入端都是低电平时,输出端才会产生高电平。
3. 逻辑门之间存在着与、或、非等逻辑关系。
与门是指当所有输入端的电平都是高电平时,输出端才产生高电平;或门是指当任意一个输入端的电平是高电平时,输出端就会产生高电平;非门是指当输入端的电平是低电平时,输出端产生高电平,反之输出端产生低电平。
4. 逻辑门的组合可以实现复杂的逻辑功能。
通过将多个逻辑门按照一定的方式连接起来,可以实现各种复杂的逻辑功能。
例如,通过将与门和或门组合使用,可以实现与非门、或非门等功能。
5. 逻辑电平的传输需要考虑信号的延迟。
在数字电路中,信号的传输是有一定延迟的,这是由于电路元件的响应时间等因素所导致的。
因此,在设计数字电路时,需要考虑信号延迟对逻辑电平的影响,以确保电路的正确功能。
6. 逻辑电平的稳定性对电路的可靠性至关重要。
在数字电路中,逻辑电平的稳定性是确保电路正常工作的重要条件之一。
如果逻辑电平不稳定,可能会导致信号误判,从而影响电路的正常运行。
7. 逻辑电平的转换需要使用适当的信号处理技术。
在实际应用中,有时需要将高电平转换为低电平,或者将低电平转换为高电平。
为了实现这种转换,可以使用电平转换器、电平比较器等信号处理技术。
总结起来,常用逻辑电平的关系包括高电平和低电平的定义、逻辑门的输入输出关系、逻辑门之间的逻辑关系、逻辑电平的传输延迟与稳定性,以及逻辑电平的转换等。
电路逻辑电平transition 转变-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在现代电子设备中,电路的设计和工作原理是至关重要的。
电路可以被看作是一个能够控制电子信号流动的系统,它可以实现各种功能,例如放大信号、逻辑运算等。
在电路中,逻辑电平是一个常见的概念,它表示电路在某个时间点上的电压状态,通常用高电平(1)和低电平(0)来表示。
另一个重要的概念是Transition转变,它指的是电路中信号从一个逻辑电平到另一个逻辑电平的过程。
在电路设计中,Transition的速度和稳定性对于电路的性能有着重要影响。
本文将重点讨论电路的基础知识、逻辑电平和Transition转变,希望能够为读者提供一个清晰的了解和认识。
通过深入研究这些概念,读者将能够更好地理解电路在现代电子设备中的重要性和应用。
1.2 文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,我们将对电路、逻辑电平和Transition转变进行简要的概述,介绍文章的结构和目的。
在正文部分,我们将详细介绍电路的基础知识,逻辑电平的特点以及Transition转变的原理和应用。
最后在结论部分,我们对本文进行总结,探讨逻辑电平和Transition转变在实际应用中的重要性,并展望它们在未来的发展方向。
通过本文的内容,读者可以全面了解电路中的逻辑电平和Transition转变,为电路设计和应用提供更深入的理解和指导。
1.3 目的本文的目的在于探讨电路中逻辑电平的转变过程,即Transition的概念。
通过对电路基础和逻辑电平的介绍,我们将对Transition的原理和影响因素进行深入分析,以帮助读者更好地理解电路中信号的传输过程。
在现代电子设备中,电路的稳定性和性能至关重要。
了解逻辑电平的转变过程不仅可以帮助我们优化电路设计,提高电路的可靠性和效率,还可以帮助我们更好地理解数字信号在电路中的传播机制。
通过本文的讨论,读者可以深入了解Transition的概念,并掌握如何在实际电路设计中应用和优化Transition来提升电路的性能和稳定性。
RS232、RS485、RS422电平,及常见逻辑电平标准RS232电平或者说串口电平,有的甚至说计算机电平,所有的这些说法,指得都是计算机9针串口(RS232)的电平,采用负逻辑,-15v ~ -3v 代表1+3v ~ +15v 代表0RS485电平和RS422电平由于两者均采用差分传输(平衡传输)的方式,所以他们的电平方式,一般有两个引脚 A,B发送端 AB间的电压差+2 ~+6v 1-2 ~-6v 0接收端 AB间的电压差大于+200mv 1小于-200mv 0定义逻辑1为B>A的状态定义逻辑0为A>B的状态AB之间的电压差不小于200mv一对一的接头的情况下RS232 可做到双向传输,全双工通讯最高传输速率 20kbps422 只能做到单向传输,半双工通讯,最高传输速率10Mbps485 双向传输,半双工通讯, 最高传输速率10Mbps常见逻辑电平标准下面总结一下各电平标准。
和新手以及有需要的人共享一下^_^.现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等,还有一些速度比较高的 LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。
下面简单介绍一下各自的供电电源、电平标准以及使用注意事项。
TTL:Transistor-Transistor Logic 三极管结构。
Vcc:5V;VOH>=2.4V;VOL<=0.5V;VIH>=2V;VIL<=0.8V。
因为2.4V与5V之间还有很大空闲,对改善噪声容限并没什么好处,又会白白增大系统功耗,还会影响速度。
所以后来就把一部分“砍”掉了。
也就是后面的LVTTL。
LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。
3.3V LVTTL:Vcc:3.3V;VOH>=2.4V;VOL<=0.4V;VIH>=2V;VIL<=0.8V。
在通用的电子器件设备中,TTL和CMOS电路的应用非常广泛。
但是面对现在系统日益复杂,传输的数据量越来越大,实时性要求越来越高,传输距离越来越长的发展趋势,掌握高速数据传输的逻辑电平知识和设计能力就显得更加迫切了。
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是串口的接口标准,RS-422/485是差分输入常用电平标准现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等,还有一些速度比较高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。
下面简单介绍一下各自的供电电源、电平标准以及使用注意事项。
TTL:Transistor-Transistor Logic 三极管结构。
Vcc:5V;VOH>=2.4V;VOL<=0.5V;VIH>=2V;VIL<=0.8V。
因为2.4V与5V之间还有很大空闲,对改善噪声容限并没什么好处,又会白白增大系统功耗,还会影响速度。
所以后来就把一部分“砍”掉了。
也就是后面的LVTTL。
LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。
3.3V LVTTL:Vcc:3.3V;VOH>=2.4V;VOL<=0.4V;VIH>=2V;VIL<=0.8V。
2.5V LVTTL:Vcc:2.5V;VOH>=2.0V;VOL<=0.2V;VIH>=1.7V;VIL<=0.7V。
更低的LVTTL不常用。
多用在处理器等高速芯片,使用时查看芯片手册就OK了。
TTL使用注意:TTL电平一般过冲都会比较严重,可能在始端串22欧或33欧电阻;TTL电平输入脚悬空时是内部认为是高电平。
mosfet 标准电平和逻辑电平MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常见的场效应晶体管类型,广泛应用于集成电路和电子设备中。
在了解 MOSFET 标准电平和逻辑电平之前,我们首先需要了解MOSFET 的基本工作原理。
MOSFET 是一种三极管,包括一个金属氧化物介质(MOS)和两个PN结。
它通过改变金属栅极附近的电压来控制电流的流动。
根据控制栅极电压的不同,MOSFET 可以工作在两种不同的电平:标准电平和逻辑电平。
1. 标准电平:在 MOSFET 中,当栅极电压低于一定的阈值电压时,通常为 0.7V至 1.0V,MOSFET 处于关闭状态,称为截止区。
在这种状态下,导通电流非常小,可以近似认为是断开的。
当栅极电压高于阈值电压时,MOSFET 处于放大区,也称为三极管区。
此时,MOSFET 会具有一定的电流放大能力,小信号输入会得到放大输出。
2. 逻辑电平:逻辑电平是指栅极电压取值,使 MOSFET 工作在两个逻辑状态之间,即开启状态和关闭状态。
通常,逻辑电平是指用于数字电路的电平,用于表示逻辑 0 和逻辑 1。
在 MOSFET 中,逻辑电平的划分通常基于栅极电压和阈值电压之间的差值。
当栅极电压与阈值电压之差小于一定值时,MOSFET 处于关闭状态,逻辑电平被定义为 0。
而当栅极电压与阈值电压之差大于一定值时,MOSFET 处于开启状态,逻辑电平被定义为 1。
逻辑电平的划分对于数字电路的设计和通信传输至关重要。
在设计数字电路时,我们需要确保 MOSFET 在正常工作范围内,以避免电路的失效和数据传输的错误。
对于 MOSFET 的逻辑电平,通常有两种常用的标准:TTL(晶体管-晶体管逻辑)和CMOS(互补金属氧化物半导体)。
- TTL 逻辑电平:TTL 是一种常见的逻辑家族,基于晶体管的技术。
它定义了 TTL逻辑电平的阈值电压范围。
当输入电压高于 2V 时,逻辑电平为高电平(逻辑1);当输入电压低于0.8V 时,逻辑电平为低电平(逻辑0)。
3.3v及以下的逻辑电平3.3V及以下的逻辑电平是计算机硬件中常用的电压标准之一,它通常被应用在低功耗和便携式设备中。
这种逻辑电平标准以3.3V作为逻辑高电平的标准,而0V则作为逻辑低电平的标准。
这种逻辑电平标准的采用,使得设备在运行过程中能够更加稳定和可靠,并且能够有效地减少能源的消耗,使得设备更加便携和高效。
在这种逻辑电平标准下,当一个信号的电压大于或等于3.3V时,它被视为逻辑高电平,相当于二进制数字1。
这个定义是清晰且准确的,因为3.3V是逻辑高电平的标准电压阈值。
在电子设备中,这种逻辑电平标准被广泛使用,它确保了信号的准确传输和处理。
同样地,当信号电压小于或等于0V时,它被视为逻辑低电平,相当于二进制数字0。
这个定义也是明确无误的,因为0V是逻辑低电平的标准电压阈值。
在电子设备中,逻辑低电平用于表示二进制数字0或逻辑假,它是构成各种电子设备和计算机系统的基础之一。
需要注意的是,这种逻辑电平标准并不是唯一的电压阈值,不同的设备可能会有不同的电压阈值。
然而,3.3V和0V是常见的逻辑电平标准,被广泛应用于各种电子设备和计算机系统中。
这种逻辑电平标准的优点主要包括低功耗、低成本和适用于便携式设备。
低功耗意味着设备可以运行更长时间,而低成本则意味着可以降低生产成本,这对于制造商和消费者来说都是有益的。
此外,由于这种标准适用于便携式设备,因此用户可以方便地携带和使用它,而不必担心电源限制或重量问题。
然而,这种逻辑电平标准也存在一些缺点。
在长距离传输时,可能会出现信号衰减和噪声干扰等问题。
这些问题可能会导致信号失真或丢失,从而影响设备的性能和稳定性。
为了克服这些问题,需要使用其他技术来保证信号的稳定性和可靠性。
例如,可以使用信号放大器或降噪技术来提高信号的质量和强度。
3.3V及以下的逻辑电平是一种常用的电压标准,适用于低功耗和便携式设备中。
它使用3.3V作为逻辑高电平和0V作为逻辑低电平,具有低功耗、低成本等优点,但也存在一些缺点需要克服。
i2c逻辑电平摘要:I2C 逻辑电平概述1.I2C 通信协议简介2.I2C 逻辑电平的概念3.I2C 逻辑电平的实现4.I2C 逻辑电平的优势和应用正文:I2C 逻辑电平是一种基于I2C 通信协议的电平标准,广泛应用于各种电子设备之间的通信。
I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种串行通信总线,它是由Philips 公司于1980 年代研发的一种两线制通信协议。
I2C 逻辑电平主要体现在数据传输过程中的电平状态,包括高电平(H)和低电平(L)。
1.I2C 通信协议简介I2C 通信协议是一种串行通信协议,它只需要两根信号线即可实现设备之间的通信。
其中,SDA(串行数据线)用于传输数据,SCL(串行时钟线)用于同步数据传输。
I2C 协议支持多主控制器结构,允许多个设备同时连接在同一总线上,并支持插拔功能。
2.I2C 逻辑电平的概念I2C 逻辑电平是指在I2C 通信过程中,数据线上所传输的电平状态。
通常情况下,高电平(H)表示逻辑1,低电平(L)表示逻辑0。
在I2C 通信中,数据传输分为两种模式:数据模式和时钟模式。
在数据模式下,SDA 线上传输的是数据;在时钟模式下,SCL 线上传输的是时钟信号,用于同步数据传输。
3.I2C 逻辑电平的实现I2C 逻辑电平的实现主要依赖于I2C 通信协议的控制器和设备。
I2C 控制器负责产生和控制逻辑电平,而I2C 设备则负责根据逻辑电平进行数据接收和发送。
在I2C 通信过程中,逻辑电平的实现需要满足一定的速度要求,以保证数据传输的稳定性和可靠性。
4.I2C 逻辑电平的优势和应用I2C 逻辑电平具有以下优势:a.只需要两根信号线即可实现设备之间的通信,降低了硬件成本和复杂度;b.支持多主控制器结构,提高了系统可靠性和扩展性;c.具有插拔功能,方便设备更换和维护;d.通信速率较快,适用于实时性要求较高的场景。
常用逻辑电平简介(转载)逻辑电平有:TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVDS、GTL、BTL、ETL、GTLP;RS232、RS422、RS485等。
图1-1:常用逻辑系列器件TTL:Transistor-Transistor LogicCMOS:Complementary Metal Oxide SemicondutorLVTTL:Low Voltage TTLLVCMOS:Low Voltage CMOSECL:Emitter Coupled Logic,PECL:Pseudo/Positive Emitter Coupled LogicLVDS:Low Voltage Differential SignalingGTL:Gunning Transceiver LogicBTL:Backplane Transceiver LogicETL:enhanced transceiver logicGTLP:Gunning Transceiver Logic PlusTI的逻辑器件系列有:74、74HC、74AC、74LVC、74LVT等S - Schottky LogicLS - Low-Power Schottky LogicCD4000 - CMOS Logic 4000AS - Advanced Schottky Logic74F - Fast LogicALS - Advanced Low-Power Schottky LogicHC/HCT - High-Speed CMOS LogicBCT - BiCMOS TechnologyAC/ACT - Advanced CMOS LogicFCT - Fast CMOS TechnologyABT - Advanced BiCMOS TechnologyLVT - Low-Voltage BiCMOS TechnologyLVC - Low Voltage CMOS TechnologyLV - Low-VoltageCBT - Crossbar TechnologyALVC - Advanced Low-Voltage CMOS TechnologyAHC/AHCT - Advanced High-Speed CMOSCBTLV - Low-Voltage Crossbar TechnologyALVT - Advanced Low-Voltage BiCMOS TechnologyAVC - Advanced Very-Low-Voltage CMOS LogicTTL器件和CMOS器件的逻辑电平:逻辑电平的一些概念要了解逻辑电平的内容,首先要知道以下几个概念的含义:1:输入高电平(Vih):保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则认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平时所允许的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则认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平时的输出电平的最小值,逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。
4:输出低电平(Vol):保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值,逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。
5:阀值电平(Vt):数字电路芯片都存在一个阈值电平,就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。
它是一个界于Vil、Vih之间的电压值,对于CMOS电路的阈值电平,基本上是二分之一的电源电压值,但要保证稳定的输出,则必须要求输入高电平> Vih,输入低电平<Vil,而如果输入电平在阈值上下,也就是Vil~Vih 这个区域,电路的输出会处于不稳定状态。
对于一般的逻辑电平,以上参数的关系如下:Voh > Vih > Vt > Vil > Vol。
6:Ioh:逻辑门输出为高电平时的负载电流(为拉电流)。
7:Iol:逻辑门输出为低电平时的负载电流(为灌电流)。
8:Iih:逻辑门输入为高电平时的电流(为灌电流)。
9:Iil:逻辑门输入为低电平时的电流(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,这种形式的门称为开路门。
开路的TTL、CMOS、ECL门分别称为集电极开路(OC)、漏极开路(OD)、发射极开路(OE),使用时应审查是否接上拉电阻(OC、OD 门)或下拉电阻(OE门),以及电阻阻值是否合适。
对于集电极开路(OC)门,其上拉电阻阻值RL应满足下面条件:(1):RL < (VCC-Voh)/(n*Ioh+m*Iih)(2):RL > (VCC-Vol)/(Iol+m*Iil)其中n:线与的开路门数;m:被驱动的输入端数。
:常用的逻辑电平·逻辑电平:有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL;RS232、RS422、LVDS等。
·其中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是串口的接口标准,RS-422/485是差分输入输出,RS-232是单端输入输出。
TTL和CMOS的逻辑电平关系图2-1:TTL和CMOS的逻辑电平图上图为5V TTL逻辑电平、5V CMOS逻辑电平、LVTTL逻辑电平和LVCMOS 逻辑电平的示意图。
5V TTL逻辑电平和5V CMOS逻辑电平是很通用的逻辑电平,注意他们的输入输出电平差别较大,在互连时要特别注意。
另外5V CMOS器件的逻辑电平参数与供电电压有一定关系,一般情况下,Voh≥Vcc-0.2V,Vih≥0.7Vcc;Vol≤0.1V,Vil≤0.3Vcc;噪声容限较TTL电平高。
JEDEC组织在定义3.3V的逻辑电平标准时,定义了LVTTL和LVCMOS逻辑电平标准。
LVTTL逻辑电平标准的输入输出电平与5V TTL逻辑电平标准的输入输出电平很接近,从而给它们之间的互连带来了方便。
LVTTL逻辑电平定义的工作电压范围是3.0-3.6V。
LVCMOS逻辑电平标准是从5V CMOS逻辑电平关注移植过来的,所以它的Vih、Vil和Voh、Vol与工作电压有关,其值如上图所示。
LVCMOS逻辑电平定义的工作电压范围是2.7-3.6V。
5V的CMOS逻辑器件工作于3.3V时,其输入输出逻辑电平即为LVCMOS逻辑电平,它的Vih大约为0.7×VCC=2.31V左右,由于此电平与LVTTL的Voh (2.4V)之间的电压差太小,使逻辑器件工作不稳定性增加,所以一般不推荐使用5V CMOS器件工作于3.3V电压的工作方式。
由于相同的原因,使用LVCMOS 输入电平参数的3.3V逻辑器件也很少。
JEDEC组织为了加强在3.3V上各种逻辑器件的互连和3.3V与5V逻辑器件的互连,在参考LVCMOS和LVTTL逻辑电平标准的基础上,又定义了一种标准,其名称即为3.3V逻辑电平标准,其参数如下:图2-2:低电压逻辑电平标准从上图可以看出,3.3V逻辑电平标准的参数其实和LVTTL逻辑电平标准的参数差别不大,只是它定义的Vol可以很低(0.2V),另外,它还定义了其Voh最高可以到VCC-0.2V,所以3.3V逻辑电平标准可以包容LVCMOS的输出电平。
在实际使用当中,对LVTTL标准和3.3V逻辑电平标准并不太区分,某些地方用LVTTL电平标准来替代3.3V逻辑电平标准,一般是可以的。
JEDEC组织还定义了2.5V逻辑电平标准,如上图所示。
另外,还有一种2.5V CMOS逻辑电平标准,它与上图的2.5V逻辑电平标准差别不大,可兼容。
低电压的逻辑电平还有1.8V、1.5V、1.2V的逻辑电平。
、TTL和CMOS逻辑器件逻辑器件的分类方法有很多,下面以逻辑器件的功能、工艺特点和逻辑电平等方法来进行简单描述。
:TTL和CMOS器件的功能分类按功能进行划分,逻辑器件可以大概分为以下几类:门电路和反相器、选择器、译码器、计数器、寄存器、触发器、锁存器、缓冲驱动器、收发器、总线开关、背板驱动器等。
1:门电路和反相器逻辑门主要有与门74X08、与非门74X00、或门74X32、或非门74X02、异或门74X86、反相器74X04等。
2:选择器选择器主要有2-1、4-1、8-1选择器74X157、74X153、74X151等。
3:编/译码器编/译码器主要有2/4、3/8和4/16译码器74X139、74X138、74X154等。
4:计数器计数器主要有同步计数器74X161和异步计数器74X393等。
5:寄存器寄存器主要有串-并移位寄存器74X164和并-串寄存器74X165等。
6:触发器触发器主要有J-K触发器、带三态的D触发器74X374、不带三态的D触发器74X74、施密特触发器等。
7:锁存器锁存器主要有D型锁存器74X373、寻址锁存器74X259等。
8:缓冲驱动器缓冲驱动器主要有带反向的缓冲驱动器74X240和不带反向的缓冲驱动器74X244等。
9:收发器收发器主要有寄存器收发器74X543、通用收发器74X245、总线收发器等。
10:总线开关总线开关主要包括总线交换和通用总线器件等。
11:背板驱动器背板驱动器主要包括TTL或LVTTL电平与GTL/GTL+(GTLP)或BTL之间的电平转换器件。
:TTL和CMOS逻辑器件的工艺分类特点按工艺特点进行划分,逻辑器件可以分为Bipolar、CMOS、BiCMOS等工艺,其中包括器件系列有:Bipolar(双极)工艺的器件有:TTL、S、LS、AS、F、ALS。
CMOS工艺的器件有:HC、HCT、CD40000、ACL、FCT、LVC、LV、CBT、ALVC、AHC、AHCT、CBTLV、AVC、GTLP。
BiCMOS工艺的器件有:BCT、ABT、LVT、ALVT。
:TTL和CMOS逻辑器件的电平分类特点TTL和CMOS的电平主要有以下几种:5VTTL、5VCMOS(Vih≥0.7*Vcc,Vil≤0.3*Vcc)、3.3V电平、2.5V电平等。
5V的逻辑器件5V器件包含TTL、S、LS、ALS、AS、HCT、HC、BCT、74F、ACT、AC、AHCT、AHC、ABT等系列器件3.3V及以下的逻辑器件包含LV的和V 系列及AHC和AC系列,主要有LV、AHC、AC、ALB、LVC、ALVC、LVT等系列器件。