混合逻辑电平的接口技术

的击穿电压在７Ｖ～１０Ｖ之间。因此，这种改进后具有ＥＳＤ保护电路的３．３Ｖ系统的输入端可以承受５Ｖ的输入电压。为了防止在３．３Ｖ器件的输出端可能存在电流倒灌问题，还需要在输出端加保护电路，当加到输出端电压高于Ｖｃｃ（３．３Ｖ）时，保护电路的比较器会断开电流倒灌通路，这样在三态方式时就能与５Ｖ器件相连。

分析各种逻辑电平信号的电特性（见表１），会发现有以下五种接口情况：

第一，相同供电电压的ＴＴＬ器件驱动ＣＭＯＳ器件时，ＴＴＬ器件的输出高电平可能达不到ＣＭＯＳ器件的输入高电平的最小值。３．３Ｖ ＴＴＬ器件的ＶＯＨ是２．４Ｖ，３．３Ｖ ＣＭＯＳ器件的ＶＩＨ是０．８ＶＣＣ（３．３Ｖ×０．８＝２．６４Ｖ）；５．０Ｖ ＴＴＬ器件的ＶＯＨ是２．４Ｖ，５．０Ｖ ＣＭＯＳ器件的ＶＩＨ是０．７ＶＣＣ（３．５Ｖ）。为了可靠地传输数据，可以将ＴＴＬ器件的输出端上拉。有些ＣＭＯＳ工艺制造的器件兼容 ＴＴＬ电平，这样就可以与相同供电电压的ＴＴＬ器件直接接口，不需要上拉。

第二，相同供电电压的ＣＭＯＳ器件驱动ＴＴＬ器件，电平匹配，数据能可靠地传输。

第三，不同供电电压的ＴＴＬ器件驱动ＣＭＯＳ器件时，ＴＴＬ器件的输出高电平也可能达不到ＣＭＯＳ器件的输入高电平的最小值。３．３Ｖ ＴＴＬ器件的ＶＯＨ是２．４Ｖ，５．０Ｖ ＣＭＯＳ器件的ＶＩＨ是０．７ＶＣＣ（３．５Ｖ），电平不匹配；５．０Ｖ ＴＴＬ器件的ＶＯＨ是２．４Ｖ，３．３Ｖ ＣＭＯＳ器件的ＶＩＨ是０．８ＶＣＣ（２．６４Ｖ），可以将５．０Ｖ ＴＴＬ器件的输出端上拉，达到电平匹配的目的。

第四，不同供电电压的ＣＭＯＳ器件驱动ＴＴＬ器件时，在输入端具有５Ｖ容限的情况下，电平匹配，数据能可靠地传输。

第五，不同供电电压的ＴＴＬ器件在输入端具有５Ｖ容限的情况下可以直接接口；不同供电电压的ＣＭＯＳ器件由于电平不匹配不能直接接口。

由以上分析可知，不同逻辑标准的电平信号一般是不能直接接口的。在只有少量信号需要电平转换的情况下，可以考虑上拉电阻或选择具有５Ｖ输入容限的器件，甚至可以考虑电阻分压降低输入电压的办法。对于大量信号需要电平转换的情况，为了可靠传输数据，可以采用双电压（一边是３．３Ｖ，另一边是５Ｖ）供电的双向驱动器来实现电平转换。如仙童半导体公司的７４ＬＶＸ４２４５、ＴＩ公司的ＳＮ７４ＡＬＶＣ１６４２４５、ＳＮ７４ＡＬＶＣ４２４５

等芯片，可以较好地解决３．３Ｖ与５Ｖ电平的转换问题。
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４ ３.３Ｖ、５.０Ｖ电平信号与ＲＳ－２３２电平信号的转换

在ＴＦＴ彩色液晶网络终端系统中，Ｉｎｔｅｌ ＰＸＡ２５５微处理器有３个与１６５５０标准兼容的ＵＡＲＴ端口，３．３Ｖ ＣＭＯＳ逻辑结构。终端外围设备一般都遵守ＲＳ－２３２Ｃ标准的串口，因此必须进行ＥＩＡ－ＲＳ－２３２Ｃ与Ｉｎｔｅｌ ＰＸＡ２５５电平和逻辑关系的转换。实现这种变换的方法很多，可用分离元件，也可用集成电路。目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如ＭＣ１４８８、ＳＮ７５１５０等芯片可完成ＴＴＬ电平到串口电平的转换。ＭＣ１４８９、ＳＮ７５１５４可实现串口电平到ＴＴＬ电平的转换。ＭＡＸ２３２／ＭＡＸ２３２Ａ、ＭＡＸ３２２１／ＭＡＸ３２２３ 等芯片可完成多路３Ｖ～５Ｖ电平与串口电平的双向转换。在ＴＦＴ彩色液晶网络终端系统中，串口多达８路，从价格和电路的复杂性等方面考虑，选用Ｉｎｔｅｌｓｉｌ公司的ＨＩＮ２３２。ＨＩＮ２３２的供电电压是５．０Ｖ，它的接收模块的输出管脚、发送模块的输入管脚的逻辑电平与ＴＴＬ／ＣＭＯＳ兼容。

５ ３.３Ｖ电平信号与ＬＶＤＳ信号的转换

Ｉｎｔｅｌ ＰＸＡ２５５微处理器的ＬＣＤ控制模块提供１６位显示数据，行、场同步信号，象素时钟，输出使能信号。在ＴＦＴ显示模式下，红色５位，绿色６位，蓝色５位。这些信号都是３．３Ｖ ＣＭＯＳ电平。国家半导体公司推出的ＤＳ９０Ｃ３８５发送器，专用于将ＬＶＴＴＬ和ＬＶＣＭＯＳ信号转换为ＬＶＤＳ数据流。在选用转换芯片时，一定要注意转换速率是否满足系统需要。

在今后的数字逻辑系统的设计中，会经常遇到混合逻辑电平的接口问题。只要深入理解各种逻辑电平的电特性，同时注意一些具体问题，例如转换速率等，就能设计出正确的接口电路，保证数据可靠传输。

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