電平轉(zhuǎn)換

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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的MCU、存儲(chǔ)器、μP監(jiān)控芯片、IO擴(kuò)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(dòng)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(dāng)電源電壓大于5.5V時(shí)，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(jià)格甚至比74HC系列還高)與74系列(在74系列中，只有輸出級(jí)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(dòng)低壓器件接口電路高壓器件驅(qū)動(dòng)低壓器件接口電路高壓器件驅(qū)動(dòng)低壓器件(如5V驅(qū)動(dòng)3V或9V驅(qū)動(dòng)5V、3V)時(shí)，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(zhǔn)雙向或CMOS互補(bǔ)推挽輸出)選擇相應(yīng)的接口電路。對(duì)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(jí)輸出信號(hào)頻率有關(guān)：輸出信號(hào)頻率高，如1MHz以上方波信號(hào)，R取小一些；輸出信號(hào)頻率低，R可取大一些，以減少輸出低電平時(shí)上拉電阻R的功耗。對(duì)于CMOS互補(bǔ)推挽輸出、準(zhǔn)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(jí)輸出高電

5、平時(shí)二極管D截止，后級(jí)輸入高電平電壓接IHV近電源電壓。當(dāng)前級(jí)輸出低電平時(shí)，二極管D導(dǎo)通，后級(jí)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(dòng)高壓器件接口電路對(duì)于CMOS輸出或準(zhǔn)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(diǎn)。7.10.3非軌對(duì)軌運(yùn)放構(gòu)成的比較器驅(qū)動(dòng)數(shù)字非軌對(duì)軌運(yùn)放構(gòu)成的比較器驅(qū)動(dòng)數(shù)字IC電路電路使用非軌對(duì)軌運(yùn)放，如LM324、LM358、MC4558等構(gòu)成的比較器驅(qū)動(dòng)74HC數(shù)字電路芯片時(shí)，要特別留意非軌對(duì)軌運(yùn)放輸出高電平電壓不滿幅現(xiàn)象(即達(dá)不到電源電OHVOHV壓)。例如，當(dāng)電源電壓為5.0V時(shí)，最大值