
分析各種邏輯電平信號(hào)的電特性(見表1),會(huì)發(fā)現(xiàn)有以下五種接口情況:
第一,相同供電電壓的TTL器件驅(qū)動(dòng)CMOS器件時(shí),TTL器件的輸出高電平可能達(dá)不到CMOS器件的輸入高電平的最小值。3.3V TTL器件的VOH是2.4V,3.3V CMOS器件的VIH是0.8VCC(3.3V×0.8=2.64V);5.0V TTL器件的VOH是2.4V,5.0V CMOS器件的VIH是0.7VCC(3.5V)。為了可靠地傳輸數(shù)據(jù),可以將TTL器件的輸出端上拉。有些CMOS工藝制造的器件兼容 TTL電平,這樣就可以與相同供電電壓的TTL器件直接接口,不需要上拉。
第二,相同供電電壓的CMOS器件驅(qū)動(dòng)TTL器件,電平匹配,數(shù)據(jù)能可靠地傳輸。
第三,不同供電電壓的TTL器件驅(qū)動(dòng)CMOS器件時(shí),TTL器件的輸出高電平也可能達(dá)不到CMOS器件的輸入高電平的最小值。3.3V TTL器件的VOH是2.4V,5.0V CMOS器件的VIH是0.7VCC(3.5V),電平不匹配;5.0V TTL器件的VOH是2.4V,3.3V CMOS器件的VIH是0.8VCC(2.64V),可以將5.0V TTL器件的輸出端上拉,達(dá)到電平匹配的目的。
第四,不同供電電壓的CMOS器件驅(qū)動(dòng)TTL器件時(shí),在輸入端具有5V容限的情況下,電平匹配,數(shù)據(jù)能可靠地傳輸。
第五,不同供電電壓的TTL器件在輸入端具有5V容限的情況下可以直接接口;不同供電電壓的CMOS器件由于電平不匹配不能直接接口。
由以上分析可知,不同邏輯標(biāo)準(zhǔn)的電平信號(hào)一般是不能直接接口的。在只有少量信號(hào)需要電平轉(zhuǎn)換的情況下,可以考慮上拉電阻或選擇具有5V輸入容限的器件,甚至可以考慮電阻分壓降低輸入電壓的辦法。對(duì)于大量信號(hào)需要電平轉(zhuǎn)換的情況,為了可靠傳輸數(shù)據(jù),可以采用雙電壓(一邊是3.3V,另一邊是5V)供電的雙向驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。如仙童半導(dǎo)體公司的74LVX4245、TI公司的SN74ALVC164245、SN74ALVC4245
等芯片,可以較好地解決3.3V與5V電平的轉(zhuǎn)換問題。
4 3.3V、5.0V電平信號(hào)與RS-232電平信號(hào)的轉(zhuǎn)換
在TFT彩色液晶網(wǎng)絡(luò)終端系統(tǒng)中,Intel PXA255微處理器有3個(gè)與16550標(biāo)準(zhǔn)兼容的UART端口,3.3V CMOS邏輯結(jié)構(gòu)。終端外圍設(shè)備一般都遵守RS-232C標(biāo)準(zhǔn)的串口,因此必須進(jìn)行EIA-RS-232C與Intel PXA255電平和邏輯關(guān)系的轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法很多,可用分離元件,也可用集成電路。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件,如MC1488、SN75150等芯片可完成TTL電平到串口電平的轉(zhuǎn)換。MC1489、SN75154可實(shí)現(xiàn)串口電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。MAX232/MAX232A、MAX3221/MAX3223 等芯片可完成多路3V~5V電平與串口電平的雙向轉(zhuǎn)換。在TFT彩色液晶網(wǎng)絡(luò)終端系統(tǒng)中,串口多達(dá)8路,從價(jià)格和電路的復(fù)雜性等方面考慮,選用Intelsil公司的HIN232。HIN232的供電電壓是5.0V,它的接收模塊的輸出管腳、發(fā)送模塊的輸入管腳的邏輯電平與TTL/CMOS兼容。
5 3.3V電平信號(hào)與LVDS信號(hào)的轉(zhuǎn)換
Intel PXA255微處理器的LCD控制模塊提供16位顯示數(shù)據(jù),行、場同步信號(hào),象素時(shí)鐘,輸出使能信號(hào)。在TFT顯示模式下,紅色5位,綠色6位,藍(lán)色5位。這些信號(hào)都是3.3V CMOS電平。國家半導(dǎo)體公司推出的DS90C385發(fā)送器,專用于將LVTTL和LVCMOS信號(hào)轉(zhuǎn)換為LVDS數(shù)據(jù)流。在選用轉(zhuǎn)換芯片時(shí),一定要注意轉(zhuǎn)換速率是否滿足系統(tǒng)需要。
在今后的數(shù)字邏輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,會(huì)經(jīng)常遇到混合邏輯電平的接口問題。只要深入理解各種邏輯電平的電特性,同時(shí)注意一些具體問題,例如轉(zhuǎn)換速率等,就能設(shè)計(jì)出正確的接口電路,保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。





