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1、7.10電平轉(zhuǎn)換電路電平轉(zhuǎn)換電路在數(shù)字電路系統(tǒng)中,一般情況下,不同種類器件(如TTL、CMOS、HCMOS)不能直接相連;電源電壓不同的CMOS、HCMOS器件因輸出電平不同也不能直接相連,這就涉及電平轉(zhuǎn)換問題。所幸的是目前單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的MCU、存儲器、μP監(jiān)控芯片、IO擴展與接口電路芯片等多采用HCMOS工藝;另一方面74LS系列數(shù)字電路芯片已普遍被74HC系列芯片所取代。即數(shù)字電路系統(tǒng)中的門電路、觸發(fā)器、驅(qū)動器盡可能采用74HC
2、系列(或高速的74AHC系列)芯片、CD40系列或CD45系列的CMOS器件(速度較HCMOS系列慢,但功耗比HC系列芯片低、電源電壓范圍寬。當電源電壓大于5.5V時,CMOS數(shù)字邏輯器件就成了唯一的選擇),盡量不用74LS系列芯片(速度與74HC系列相同,但電源范圍限制為5.0V、功耗大、價格甚至比74HC系列還高)與74系列(在74系列中,只有輸出級可承受高壓的7406、7407OC門電路芯片仍在使用)。根據(jù)CMOS、HCMOS芯片
3、輸出高低電平特征、輸入高低電平范圍,在電源電壓相同,且不大于5.5V情況下,這些芯片能直接相連。因此,在現(xiàn)代數(shù)字電子電路中DDV只需解決不同電源電壓CMOS、HCMOS器件之間的連接問題。7.10.1高壓器件驅(qū)動低壓器件接口電路高壓器件驅(qū)動低壓器件接口電路高壓器件驅(qū)動低壓器件(如5V驅(qū)動3V或9V驅(qū)動5V、3V)時,一般不能直接相連,應(yīng)根據(jù)高壓器件輸出口結(jié)構(gòu)(漏極開路的OD門、準雙向或CMOS互補推挽輸出)選擇相應(yīng)的接口電路。對于OD輸
4、出引腳,可采用圖742(a)所示電路,上拉電阻R一般可取10K~510K之間,具體數(shù)值與前級輸出信號頻率有關(guān):輸出信號頻率高,如1MHz以上方波信號,R取小一些;輸出信號頻率低,R可取大一些,以減少輸出低電平時上拉電阻R的功耗。對于CMOS互補推挽輸出、準雙向(如MCS51的P1、P2、P3口)輸出,須在兩者之間加隔離二極管,如圖742(b)所示,其中電阻R選擇與圖(a)相同,二極管D可采用小功率開關(guān)二極管,如1N4148。前級輸出高電
5、平時二極管D截止,后級輸入高電平電壓接IHV近電源電壓。當前級輸出低電平時,二極管D導(dǎo)通,后級輸入低電平電壓=DDVILVOLV(二極管導(dǎo)通壓降)。顯然1.0V,就能正常工作。THU5V上上3V上上OutIn(OD上)3.0V5.0VR20K(上上上上)(上上上5V上上)5V上上3V上上OutIn(OD上)3.6V5.0VR20K(上上上上)(上上上上5V上上)上上CMOS上上3V上上In3.0V9.0V(上上上上)TRbRcOut(O
6、D上)(上上上上5V上上)(a)(b)(c)5V上上3V上上OutIn(CMOS上)3.0V5.0V(上上上上)(上上上)5V上上3V上上Out(CMOS上)3.0V(上上上)TRbIn5.0V(上上上上上上)(d)(e)上上CMOS上上3V上上OutIn(CMOS上)3.0V9.0V(上上上上)(上上上)TRbRc5V上上3V上上OutIn(CMOS上)3.0V5.0V(上上上上)(上上上)Rc12UA74HC05OD上上上(f)(g
7、)圖743低壓器件驅(qū)動高壓器件接口電路對于CMOS輸出或準雙向輸出結(jié)構(gòu),可采用圖(d)~(g)電路,其中圖(d)也存在類似圖(a)的缺點。7.10.3非軌對軌運放構(gòu)成的比較器驅(qū)動數(shù)字非軌對軌運放構(gòu)成的比較器驅(qū)動數(shù)字IC電路電路使用非軌對軌運放,如LM324、LM358、MC4558等構(gòu)成的比較器驅(qū)動74HC數(shù)字電路芯片時,要特別留意非軌對軌運放輸出高電平電壓不滿幅現(xiàn)象(即達不到電源電OHVOHV壓)。例如,當電源電壓為5.0V時,最大值
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