1.什么是TTL電平

TTL電平信號(hào)在電路設(shè)計(jì)中被利用的最多是因?yàn)橥ǔ?shù)據(jù)表示采用二進(jìn)制規(guī)定，+5V等價(jià)于邏輯"1"，0V等價(jià)于邏輯"0"，這被稱做TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)信號(hào)系統(tǒng)，這是計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部各部分之間通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。

TTL集成電路的全名是晶體管-晶體管邏輯集成電路(Transistor-Transistor Logic)，主要有54/74系列標(biāo)準(zhǔn)TTL、高速型TTL(H-TTL)、低功耗型TTL(L-TTL)、肖特基型TTL(S-TTL)、低功耗肖特基型TTL(LS-TTL)五個(gè)系列。

標(biāo)準(zhǔn)TTL：輸入高電平最小2V，輸出高電平最小2.4V,典型值3.4V,輸入低電平最大0.8V，輸出低電平最大0.4V，典型值0.2V。

肖特基型TTL(S-TTL)：輸入高電平最小2V，輸出高電平最?、耦?.5V，Ⅱ、Ⅲ類2.7V，典型值3.4V，輸入低電平最大0.8V，輸出低電平最大0.5V。

低功耗肖特基型TTL(LS-TTL)：輸入高電平最小2V，輸出高電平最?、耦?.5V，Ⅱ、Ⅲ類2.7V，典型值3.4V，輸入低電平最大Ⅰ類0.7V，Ⅱ、Ⅲ類0.8V，輸出低電平最大Ⅰ類0.4V，Ⅱ、Ⅲ類0.5V，典型值0.25V。

2.什么是CMOS電平

COMS集成電路是互補(bǔ)對(duì)稱金屬氧化物半導(dǎo)體(Compiementary symmetry metal oxide semicoductor)集成電路的英文縮寫(xiě)，電路的許多基本邏輯單元都是用增強(qiáng)型PMOS晶體管和增強(qiáng)型NMOS管按照互補(bǔ)對(duì)稱形式連接的，靜態(tài)功耗很小。COMS電路的供電電壓VDD范圍比較廣在+5--+15V均能正常工作，電壓波動(dòng)允許±10，當(dāng)輸出電壓高于VDD-0.5V時(shí)為邏輯1，輸出電壓低于VSS+0.5V(VSS為數(shù)字地)為邏輯0。

3.TTL和CMOS的區(qū)別

1. 電壓范圍：

CMOS電平：電壓范圍在3～15V；常見(jiàn)電壓在12V。

TTL電平：電壓范圍在0～5V，常見(jiàn)都是5V。

2. 電平標(biāo)準(zhǔn)

TTL電平：輸出低電平： < 0.4V ; 輸出高電平：> 2.4V。

輸入低電平： < 0.8V ; 輸入高電平：> 2.0V。

TTL器件輸出低電平要小于0.4V，高電平要大于2.4V；輸入，低于0.8V就認(rèn)為是0，高于2.0就認(rèn)為是1。

CMOS電平：輸出低電平： <0.1*Vcc ; 輸出高電平：>0.9*Vcc。

輸入低電平： <0.3*Vcc ; 輸入高電平：>0.7*Vcc.

CMOS集成電路電源電壓可以在較大范圍內(nèi)變化，因而對(duì)電源的要求不像TTL集成電路那樣嚴(yán)格。

一般單片機(jī)、DSP、FPGA他們之間管教能否直接相連. 一般情況下，同電壓的是可以的，不過(guò)最好是要好好查查技術(shù)手冊(cè)上的VIL,VIH,VOL,VOH的值，看是否能夠匹配(VOL要小于VIL，VOH要大于VIH，是指一個(gè)連接當(dāng)中的)。有些在一般應(yīng)用中沒(méi)有問(wèn)題，但是參數(shù)上就是有點(diǎn)不夠匹配，在某些情況下可能就不夠穩(wěn)定，或者不同批次的器件就不能運(yùn)行。

例如：74LS的器件的輸出，接入74HC的器件。在一般情況下都能好好運(yùn)行，但是，在參數(shù)上卻是不匹配的，有些情況下就不能運(yùn)行。

74LS和54系列是TTL電路，74HC是CMOS電路。如果它們的序號(hào)相同，則邏輯功能一樣，但電氣性能和動(dòng)態(tài)性能略有不同。如，TTL的邏輯高電平為> 2.7V,CMOS為> 3.6V。如果CMOS電路的前一級(jí)為TTL則隱藏著不可靠隱患，反之則沒(méi)問(wèn)題。當(dāng)兩者電平不匹配時(shí)，我們就需要用到電平轉(zhuǎn)換電路。

因?yàn)門TL和COMS的高低電平的值不一樣(ttl 5v<==>cmos 3.3v)，所以互相連接時(shí)需要電平的轉(zhuǎn)換：就是用兩個(gè)電阻對(duì)電平分壓，沒(méi)有什么高深的東西。哈哈

4.COMS電路的使用注意事項(xiàng)

我們?cè)谑褂肅MOS電路的時(shí)候有以下幾項(xiàng)注意事項(xiàng)：

COMS電路時(shí)電壓控制器件，它的輸入阻抗很大，對(duì)干擾信號(hào)的捕捉能力很強(qiáng)。所以，不用的管腳不能懸空，一定要接上拉電阻或者下拉電阻，給它一個(gè)恒定的電平。

輸入端接低內(nèi)組的信號(hào)源時(shí)，要在輸入端和信號(hào)源之間要串聯(lián)限流電阻，使輸入的電流限制在1mA之內(nèi)。

當(dāng)接高速信號(hào)傳輸線時(shí)，在COMS電路端接匹配電阻。

當(dāng)輸入端接大電容時(shí)，應(yīng)該在輸入端和電容間接保護(hù)電阻。電阻值為R=V0/1mA.V0是外界電容上的電壓。

COMS的輸入電流超過(guò)1mA，就有可能燒壞COMS。

5.TTL電路的使用注意事項(xiàng)

TTL門電路中輸入端負(fù)載特性(輸入端帶電阻特殊情況的處理)：

懸空時(shí)相當(dāng)于輸入端接高電平。因?yàn)檫@時(shí)可以看作是輸入端接一個(gè)無(wú)窮大的電阻。

在門電路輸入端串聯(lián)10K電阻后再輸入低電平，輸入端出呈現(xiàn)的是高電平而不是低電平。因?yàn)橛蒚TL門電路的輸入端負(fù)載特性可知，只有在輸入端接的串聯(lián)電阻小于910歐時(shí)，它輸入來(lái)的低電平信號(hào)才能被門電路識(shí)別出來(lái)，串聯(lián)電阻再大的話輸入端就一直呈現(xiàn)高電平。這個(gè)一定要注意。COMS門電路就不用考慮這些了。

6.其他

TTL電路有集電極開(kāi)路OC門，MOS管也有和集電極對(duì)應(yīng)的漏極開(kāi)路的OD門，它的輸出就叫做開(kāi)漏輸出。OC門在截止時(shí)有漏電流輸出，那就是漏電流，為什么有漏電流呢?那是因?yàn)楫?dāng)三機(jī)管截止的時(shí)候，它的基極電流約等于0，但是并不是真正的為0，經(jīng)過(guò)三極管的集電極的電流也就不是真正的0，而是約0。而這個(gè)就是漏電流。開(kāi)漏輸出：OC門的輸出就是開(kāi)漏輸出；OD門的輸出也是開(kāi)漏輸出。它可以吸收很大的電流，但是不能向外輸出的電流。所以，為了能輸入和輸出電流，它使用的時(shí)候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD門一般作為輸出緩沖/驅(qū)動(dòng)器、電平轉(zhuǎn)換器以及滿足吸收大負(fù)載電流的需要。