TTL、CMOS和RS232电平的区别和联系

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 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 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 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 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

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