TTL与CMOS电平是集成电路常用的电平,应用时需要根据电平规范进行匹配与转换。

电平规范

1、名称解释

UohU_{oh} -> 输出高电平,UolU_{ol} -> 输出低电平;

UihU_{ih} -> 输入高电平,UilU_{il} -> 输入低电平。

TTL电平

TTL集成电路主要由BJT晶体管构成,如STC单片机,电平规范如下:

输出模式:UohU_{oh} ≥ 2.4V,UolU_{ol} ≤0.4V;

输入模式: UihU_{ih} ≥ 2.0V,UilU_{il}≤0.8V;

CMOS电平

CMOS集成电路主要由MOS管构成,如STM32单片机,电平规范如下:

输出模式:UohU_{oh} ≈ VCC,UolU_{ol}≈GND;

输入模式: UihU_{ih} ≥ 0.7 * VCC,UilU_{il}≤0.2 * VCC;

应用说明

1、3.3V/5V TTL 驱动 3.3V CMOS

可以直接驱动。

2、3.3V/5V TTL 驱动 5V CMOS
高电平输出大于2.4V,如果落在2.4V至3.5V之间,CMOS电路不能检测到高电平,需要进行电平转换。

3、3.3V/5V CMOS 驱动 3.3V/5V TTL,可以直接驱动。

4、3.3V CMOS 驱动 5V CMOS
高电平输出3.3V, CMOS电路不能检测到高电平,需要进行电平转换。
如果是其它电平,请参考TTL与CMOS电平规范判断是否需要进行电平转换。

电平转换

利用TTL晶体管的OC门与上拉电阻实现电平转换。

OC门:BJT晶体管的集电极开漏输出。

  1. 3.3V to 5V

    63ypyq.jpg

    说明:R1与Q1组成OC门,配合R2上拉至5V,实现电平转换。Tx输出0V,Q1导通,Rx端为0.3V左右;Tx输出3.3V,Q1截止,RX端为5V,完成电平转换功能。

  2. 5V to 3.3V

    63yEY4.jpg

    说明:R3与Q2组成OC门,配合R5上拉至3.3V,实现电平转换。Tx输出0V,Q2导通,Rx端为0.3V左右;Tx输出5V,Q2截止,RX端为3.3V,完成电平转换功能。