3V與5V混合系統中邏輯器接口問(wèn)題解決辦法

　　5V TTL輸出驅動(dòng)3V TTL輸入；

　　3V輸出驅動(dòng)5V TTL輸入；

　　5V CMOS輸出驅動(dòng)3V TTL輸入；

　　3V輸出驅動(dòng)5V CMOS輸入。

　?。?）通常，5V TTL器件可以驅動(dòng)3V TTL輸入，因為典型雙極晶體管的輸出并不能達到電源電壓幅度。當一個(gè)5V器件的輸出為高電平時(shí)，內部壓降限制了輸出電壓。典型情況是Vcc-2VBE，即約3.6V。這樣工作通常不會(huì )引起5V電源的電流流向3V電源。但是，因為驅動(dòng)器結構會(huì )有所不同，因此必須控制驅動(dòng)器的輸出不宜超過(guò)3.6V以防萬(wàn)一。

　?。?）用3V器件驅動(dòng)5V TTL的輸入端應當是沒(méi)有困難的。不管是CMOS或biCMOS器件，3V器件實(shí)際上能輸出3V擺幅的電壓。對5V TTL輸入的高電平2V門(mén)限是容易滿(mǎn)足的。

　?。?）當用5V CMOS器件來(lái)驅動(dòng)3V TTL輸入時(shí)，必須小心選擇。要選用的3V接收器件應具有5V的容限。

　?。?）前面曾談到3V輸出可以驅動(dòng)5V TTL器件輸入，但要注意對5V CMOS器件的輸入來(lái)說(shuō)情況卻大不一樣。應該記住3V輸出是不能可靠地驅動(dòng)5V CMOS輸入的。在最壞的情況下，當Vcc=5.5V時(shí)所要求的VIH至少是3.85V，而3V器件是不能達到的。

　　5 兩種電平移位器件

　　上面討論了不同電平器件接口的4種情況，那么對于第4種情況該怎么辦？這里介紹兩種電平移位器件可以解決類(lèi)似問(wèn)題。

　?。?）雙電源電平移位器74LVC4245

　　74LVC4245是一種雙電源的電平移位器，如圖8所示。5V端用5V電源作為Vcc，而3V端則用3V作為Vcc。它的功能類(lèi)似于常用的收發(fā)器74LVC245，所不同的是用兩個(gè)電源而不是一個(gè)電源。

　　74LVC4245的電平移位在其內部進(jìn)行。雙電源能保證兩邊端口的輸出擺幅部能達到滿(mǎn)電源幅值，并且有很好的噪聲抑制性能。因此該器件用來(lái)驅動(dòng)5V CMOS器件的輸入是很理想的。它的缺點(diǎn)是增加了功耗。

　　圖8 74LVC4245電平移位器

　　較為簡(jiǎn)單的一種電平移位器件是74LVC07。它使用一個(gè)漏極開(kāi)路緩沖器去驅動(dòng)5V CMOS器件的輸入，如圖9所示。它的輸出端由一個(gè)上拉電阻R接到5V電源。

　　圖9 74LVC07電平移位器

　　6 結論

　　5V器件能和3V甚至更低電壓的器件共存于一個(gè)系統中。這種情況已經(jīng)存在并將存在相當長(cháng)的時(shí)間。在設計這種系統時(shí)要分析其中邏輯器件的接口問(wèn)題。其關(guān)鍵是理解和運用以上討論的基本概念以保證所設計的電路在不同電壓器件間數據傳輸的可靠性。