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程控直流電源設計工程師在初學(xué)“電”的時(shí)候，往往把抽象的電學(xué)概念用水的具體現象進(jìn)行比喻(邏輯電平)。如水流比電流、水壓似電壓、水阻喻電阻。解釋“電平”不妨如法炮制。程控直流電源設計工程師說(shuō)的“水平”，詞典中解釋與水平面平行、或在某方面達到一定高度，引申指事物在同等條件下的比較結論。如程控直流電源設計工程師常說(shuō)到張某工作很有水平、李某辦事水平很差。這樣的話(huà)都知其含義所在。即指“張某”與“李某”相比而言。故借“水平”來(lái)比喻“電平”能使人便于理解。

邏輯電平的定義

相關(guān)概念的定義

要了解邏輯電平的內容，首先要知道以下幾個(gè)概念的含義：

1：輸入高電壓（Vih）： 保證邏輯門(mén)的輸入為高電平時(shí)所允許的最小輸入高電平，當輸入電平高于Vih時(shí)，則認為輸入電平為高電平。

2：輸入低電壓（Vil）：保證邏輯門(mén)的輸入為低電平時(shí)所允許的最大輸入低電平，當輸入電平低于Vil時(shí)，則認為輸入電平為低電平。

3：輸出高電壓（Voh）：保證邏輯門(mén)的輸出為高電平時(shí)的輸出電平的最小值，邏輯門(mén)的輸出為高電平時(shí)的電平值都必須大于此Voh。

4：輸出低電壓（Vol）：保證邏輯門(mén)的輸出為低電平時(shí)的輸出電平的最大值，邏輯門(mén)的輸出為低電平時(shí)的電平值都必須小于此Vol。

5：閥值電平電壓(Vt)： 數字電路芯片都存在一個(gè)閾值電壓，就是電路剛剛勉強能翻轉動(dòng)作時(shí)的電平。它是一個(gè)界于輸入高電壓和輸入低電壓之間的電壓值，對于CMOS電路的閾值電平電壓，基本上是二分之一的電源電壓值，但要保證穩定的輸出，則必須要求輸出高電壓> 輸入高電壓，輸出低電壓<輸入低電壓，而如果輸入電壓在閾值上下，也就是Vil～Vih這個(gè)區域，電路的輸出會(huì )處于不穩定狀態(tài)。

參數間關(guān)系

對于一般的邏輯電平，以上參數的關(guān)系如下：

Voh > Vih > Vt > Vil > Vol。

6：Ioh：邏輯門(mén)輸出為高電平時(shí)的負載電流（為拉電流）。

7：Iol：邏輯門(mén)輸出為低電平時(shí)的負載電流（為灌電流）。

8：Iih：邏輯門(mén)輸入為高電平時(shí)的電流（為灌電流）。

9：Iil：邏輯門(mén)輸入為低電平時(shí)的電流（為拉電流）。

門(mén)電路輸出極在集成單元內不接負載電阻而直接引出作為輸出端，這種形式的門(mén)稱(chēng)為開(kāi)路門(mén)。開(kāi)路的TTL、CMOS、ECL門(mén)分別稱(chēng)為集電極開(kāi)路（OC）、漏極開(kāi)路（OD）、發(fā)射極開(kāi)路（OE），使用時(shí)應審查是否接上拉電阻（OC、OD門(mén)）或下拉電阻（OE門(mén)），以及電阻阻值是否合適。

電阻值條件

對于集電極開(kāi)路（OC）門(mén)，其上拉電阻阻值RL應滿(mǎn)足下面條件：

（1）： RL < （VCC－Voh）/（n*Ioh+m*Iih）

（2）：RL > （VCC－Vol）/（Iol+m*Iil）

其中n：線(xiàn)與的開(kāi)路門(mén)數；m：被驅動(dòng)的輸入端數。

常用的邏輯電平

·邏輯電平：有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL；RS232、RS422、LVDS等。

·其中TTL和CMOS的邏輯電平按典型電壓可分為四類(lèi)：5V系列（5V TTL和5V CMOS）、3.3V系列，2.5V系列和1.8V系列。

·5V TTL和5V CMOS邏輯電平是通用的邏輯電平。

·3.3V及以下的邏輯電平被稱(chēng)為低電壓邏輯電平，常用的為L(cháng)VTTL電平。

·低電壓的邏輯電平還有2.5V和1.8V兩種。

·ECL/PECL和LVDS是差分輸入輸出。

·RS-422/485和RS-232是串口的接口標準，RS-422/485是差分輸入輸出，RS-232是單端輸入輸出。

一點(diǎn)補充：RS-232C采用的是負邏輯，即邏輯“1”：－5V至－15V； 邏輯“0”：+5V至+15V。

而CMOS電平為：邏輯“1”：4.99V； 邏輯“0”：0.01V；

TTL電平的邏輯“1”和“0”則分別為2.4V和0.4V。

關(guān)于邏輯高低電平

1) 5V CMOS、 HC、 AHC、 AC中， 輸入大于3.5V算高電平 | | 輸入小于1.5V算低電平；

2) 5V TTL 、ABT 、AHCT、 HCT、 ACT中 ， 輸入大于2V算高電平 | | 輸入小于0.8V算低電平；

3) 3.3V LVTTL 、LVT、 LVC 、ALVC、LV 、ALVT中 ，輸入大于2V算高電平　| | 輸入小于0.8V算低電平；

4) 2.5V CMOS、 ALVC 、LV 、ALVT中 ， 輸入大于1.7V算高電平 | |　輸入小于0.7V算低電平。

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