8線(xiàn)總線(xiàn)收發(fā)器SN74LVCC3245的原理及應用
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在新一代電子產(chǎn)品設計與應用中，低功耗和高速度已經(jīng)成為數字電路設計的發(fā)展趨勢。但是眾所再知，芯片的功耗與頻率成正比關(guān)系，這兩個(gè)看似不可調和的矛盾，最終導致了各種低壓數字器件的出現。如TI公司的TMS320F2812就采用了核心1.8V和外圍電路由3.3V供電的架構，但這也同時(shí)帶來(lái)了新的問(wèn)題，就是大多數外圍數字芯片仍為T(mén)TL或CMOS邏輯電平，當把微處理器I/O電壓移植到較低的節點(diǎn)，而外設仍留在電壓較高的節點(diǎn)時(shí)，經(jīng)常會(huì )出現微處理器與外設I/O之間電壓不匹配的現象。
針對上述問(wèn)題，德州儀器（TI）推出了AVC及LVC等多款新型雙電源電平轉換收發(fā)器，從而為運行于不同電壓節點(diǎn)上的接口設備提供了理想的選擇。這些轉換產(chǎn)品能夠在1.5V、1.8V、2.5V、3.3V與5V電壓節點(diǎn)之間進(jìn)行靈活的雙向電平轉換，因此非常適用于便攜式消費類(lèi)電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò )、數據通信及計算應用領(lǐng)域。TI的新型雙電源電平轉換器件能夠在保持信號完整性及速度不變的情況下，在接口電壓完全不同的兩個(gè)設備之間進(jìn)行通信。此外，該系列器件還提供全面的可配置性，如果采用AVC技術(shù)，則每條軌可從1.4V配置為3.6V，而采用LVC技術(shù)則可從1.65V配置為5.5V。本文介紹帶有三態(tài)輸出且輸出電壓可調的8線(xiàn)總線(xiàn)雙向電平轉換器SN74LVCC3245的原理及應用。
1 SN74LVCC3245簡(jiǎn)介
SN74LVCC3245是8位正邏輯總線(xiàn)收發(fā)器，它有兩個(gè)獨立供電電源軌。其中B口被用來(lái)跟蹤Vccb電壓，可以接收的電壓范圍為3V到5.5V，與此相對應的A口則用來(lái)跟蹤VCCA電壓，可以接收的電壓范圍為2.5V到3.6V。這種結構允許數字邏輯從一個(gè)供電電壓為3.3V的系統環(huán)境轉換到一個(gè)供電電壓為5.5V的系統環(huán)境，反之亦然。
SN74LVCC3245可以應用于數字總線(xiàn)間的異步通訊，完全數據從A總線(xiàn)到B總線(xiàn)或B總線(xiàn)到A總線(xiàn)的數字傳遞，傳遞方向取決于方向控制引腳DIR上的邏輯電平。輸出允許引腳OE可以用來(lái)禁用器件，這樣可對總線(xiàn)進(jìn)行有效隔離。這些控制電路（DIR，OE）是由VCCA供電的。圖1示出SN74LVCC3245的引腳排列。
SN74LVCC3245雙向電平轉換器具有如下主要特點(diǎn)：
雙向電壓轉換；
A口輸出電壓范圍為2.3V～3.6V；B口輸出電壓范圍為3V～5.5V；
控制輸入信號VIH/VIL邏輯電平參數VCCA的電壓；
Latch-Up性能超過(guò)250mA(每JESD 17)；
ESD保護超過(guò)JESD 22標準，具體如下：
2000V人體模型（A114-A）；
2000V機器模型（A115-A）；
1000V放電設備模型（C101）。
2 真值表和內部邏輯
表1是SN74LVCC3245的邏輯真值表，當OE和DIR均為低電平時(shí)，數據由B口傳輸到A口；當OE為低電平而DIR為高電平時(shí)，數據由A口傳輸到B口；如果OE為高電平，則器件將與外部總線(xiàn)隔離。圖2給出SN74LVCC3245的內部邏輯原理圖。
表1 真值表
| INPUTS | OPERATION | |
| OE | DIR | |
| L | L | B data to A bus |
| L | H | A data to B bus |
| H | X | Isolation |
3 SN74LVCC3245在DSP中的應用
DSP以其強大的信號處理能力見(jiàn)長(cháng)，但控制能力卻明顯不足。因此，當設計控制口線(xiàn)較多的系統時(shí)，可采用雙處理器的方法（即采用DSP加控制器力相對較強的普通52單片機）來(lái)構成整個(gè)系統，這樣，DSP作為下位機發(fā)揮其運行能力強的優(yōu)勢來(lái)進(jìn)行信號處理，并通過(guò)串口與上位機（單片機）通訊，接收其控制指令和設置參數，并將處理好的數據傳輸到52單片機，而單片機完成數據顯示、打印等控制功能。這樣，在該系統中就會(huì )存在電平不匹配的問(wèn)題。如系統使用的DSP是TI公司的TMS320F2812，那么，其I/O電源是3.3V，但普通52單片機的數字邏輯電平為5V的CMOS電平，這就需要對兩者通訊所用的串口信號線(xiàn)進(jìn)行電平轉換。此外，SPI（serial peripheral interface）總線(xiàn)串口是由Motorola公司提出的一種同步串行外設接口，該接口通常也需要完成TxD和RxD這兩根信號線(xiàn)的電平轉換，圖3所示是一種用SN74LVCC3245完成電平轉換的設計方案。
4 結束語(yǔ)
微處理器的I/O電壓正從1.8V轉移到1.5V,而內核電壓能夠低于1V.外圍設備組件的電壓雖然也在降低,但水平通常落后于處理器一代左右.電壓降低方面的發(fā)展不均帶來(lái)了系統設計者必須解決的關(guān)鍵性難題――如何在信號電平之間進(jìn)行可靠的轉換。正確的信號電平可以保證系統的可靠工作，而總線(xiàn)收發(fā)器是其根本保護。
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