Kỹ thuật số - Chương 3 Giao tiếp giữa các họ vi mạch số pot

3.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC VIH Điện áp vào mức cao: là mức điện áp thấp nhất cho mức logic 1 ở ngõ vào..  VOH Điện áp ra mức cao: là mức điện áp thấp nhất tại ngõ ra của m

Kỹ Thuật Số

Chương 3 Giao tiếp giữa các họ

vi mạch số

 Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC

 Các họ vi mạch số

 So sánh đặc tính của các vi mạch họ TTL và CMOS

 Cách giao tiếp giữa IC họ TTL và CMOS.

3.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC

 VIH (Điện áp vào mức cao): là mức điện áp thấp nhất cho mức logic 1 ở ngõ vào

 VIL (Điện áp vào mức thấp): là mức điện áp cao nhất cho mức logic 0 ở ngõ vào

 VOH (Điện áp ra mức cao): là mức điện áp thấp nhất tại ngõ ra của mạch logic ở trạng thái logic 1

 VOL (Điện áp ra mức thấp): là mức điện áp cao nhất tại ngõ ra của mạch logic ở trạng thái logic 0

Các thông số về điện áp

3.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC

 IIH (Dòng điện vào mức cao): là dòng điện chảy vào ngõ vào khi ngõ vào được đặt ở VIH

 IIL (Dòng điện vào mức thấp): là dòng điện chảy vào ngõ vào khi ngõ vào được đặt ở VIL

 IOH (Dòng điện ra mức cao): là dòng điện chảy ra khỏi ngõ ra ở trạng thái logic 1 khi ngõ ra có tải

 IOL (Dòng điện ra mức thấp): là dòng điện chảy ra khỏi ngõ ra ở trạng thái logic 0 khi ngõ ra có tải

Các thông số về dòng điện

3.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC

 Số lượng lớn nhất các ngõ vào tiêu chuẩn mà một ngõ ra có thể

lái trực tiếp Nếu số ngõ vào được gánh nhiều hơn giá trị này thì điện áp của mức logic không còn được đảm bảo

Fan-out (Hệ số tải)

 tPLH: thời gian trễ khi mạch chuyển từ trạng thái logic 0→1

 tPHL: thời gian trễ khi mạch chuyển từ trạng thái logic 1→0

 Ví dụ: dạng sĩng ở ngõ vào và ra của một cổng NOT:

Trễ truyền đạt

Ngõ vào

Ngõ ra 0

1

tPHL tPLH1

0

 Các trường từ và điện ký sinh có thể cảm ứng các điện áp trên

các dây nối giữa các mạch logic Các tín hiệu không mong muốn này được gọi là nhiễu và có thể làm cho điện áp tại ngõ vào mạch logic nằm ngoài vùng làm việc, tạo ra tín hiệu không mong muốn

 Độ miễn nhiễu của một

họ logic cho biết khả năng

loại trừ điện áp nhiễu tại

ngõ vào Giá trị đo được

của độ miễn nhiễu gọi là

lề nhiễu

Độ miễn nhiễu:

 Ngõ ra cực chạm (Totem-pole)

Phân loại TTL theo ngõ ra:

 Ngõ ra cực thu hở (Open Collector)

Phân loại TTL theo ngõ ra:

 Ngõ ra 3 trạng thái (Three-State)

Phân loại TTL theo ngõ ra:

 Khả năng tải (Fan-out) lớn.

 Phải nối các chân vi mạch không sử dụng vào 0V hoặc VDD, không được để các chân vào của CMOS hở

Đặc tính:

 Ngõ ra thường:

Phân loại CMOS theo ngõ ra:

 Ngõ ra cực máng hở (Open Drain):

Phân loại CMOS theo ngõ ra:

 Ngõ ra 3 trạng thái (Three-State):

Phân loại CMOS theo ngõ ra:

Các loại vi mạch số họ CMOS:

40/140 CMOS cấp điện từ +3V ÷ +18 VDC

45 CMOS cấp điện từ +3V ÷ +18 VDC

74C CMOS tương thích với TTL (cấp điện +5V)

74HC CMOS tốc độ cao cải tiến từ 74C (cấp điện +5V)

74HCT CMOS tốc độ cao có điện áp tương thích với TTL, có thể được

lái trực tiếp từ ngõ ra của TTL (cấp điện +5V)

3.4 Các thông số cơ bản của họ TTL và CMOS

 Ngõ ra của vi mạch họ TTL nối đến ngõ vào của vi mạch họ

CMOS

 Về dòng: Dòng điện ngõ ra của TTL phải lớn hơn tổng các dòng

điện ngõ vào của CMOS, điều này dễ dàng được thỏa mãn vì dòng

ra của TTL khá cao và dòng vào của CMOS khá nhỏ

 Về áp: Ở mức thấp, áp ra cực đại của TTL nhỏ hơn áp vào cực

đại của CMOS nên sẽ không bị hiểu nhầm mức logic Tuy nhiên, ở mức cao, áp ra cực tiểu của TTL lại nhỏ hơn áp vào cực tiểu của CMOS (đối với họ 4000B và 74HC) nên có thể sẽ làm cho ngõ vào của CMOS không hiểu được đó là mức logic 1 Để khắc phục việc hiểu nhầm mức logic thường phải dùng điện trở kéo lên, khi đó áp

ra ở mức cao của TTL sẽ gần bằng 5V

TTL lái CMOS cấp điện +5V:

3.5 Giao tiếp IC

TTL lái CMOS cấp điện +5V:

3.5 Giao tiếp IC

R 5V

TTL lái CMOS cấp điện lớn hơn+5V:

CMOS

7407

CMOS cấp điện+5V lái TTL:

3.5 Giao tiếp IC

 Ngõ ra vi mạch họ CMOS nối đến ngõ vào của vi mạch họ TTL.

 Nếu ngõ ra CMOS ở mức cao hoặc nếu ngõ ra CMOS loại

74HC, 74HCT ở mức thấp thì CMOS có thể lái trực tiếp TTL

 Nếu ngõ ra CMOS loại 4000B ở mức thấp thì dòng không đủ để

kéo tải TTL, do đó phải dùng thêm bộ đệm

TTL

5V

CMOS

4050B

CMOS cấp điện lớn hơn+5V lái TTL: