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

1 Kỹ Thuật Số Kỹ Thuật Số 2 Chương 3 Giao tiếp giữa các họ vi mạch số 3  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. 4 3.1 3.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC  V IH (Điện áp vào mức cao): là mức điện áp thấp nhất cho mức logic 1 ở ngõ vào.  V IL (Điện áp vào mức thấp): là mức điện áp cao nhất cho mức logic 0 ở ngõ vào.  V OH (Điện áp ra mức cao): là mức điện áp thấp nhất tại ngõ ra của mạch logic ở trạng thái logic 1.  V OL (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 Các thông số về điện áp 5 3.1 3.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC  I IH (Dòng điện vào mức cao): là dòng điện chảy vào ngõ vào khi ngõ vào được đặt ở V IH  I IL (Dòng điện vào mức thấp): là dòng điện chảy vào ngõ vào khi ngõ vào được đặt ở V IL  I OH (Dòng điện ra mức cao): là dòng điện chảy ra khỏi ngõ ra ở trạng thái logic 1 khi ngõ ra có tải.  I OL (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 Các thông số về dòng điện 6 3.1 3.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC 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) Fan-out (Hệ số tải) 7  t PLH : thời gian trễ khi mạch chuyển từ trạng thái logic 0→1  t PHL : thời gian trễ khi mạch chuyển từ trạng thái logic 1→0  Ví dụ: dạng sóng ở ngõ vào và ra của một cổng NOT: Trễ truyền đạt Trễ truyền đạt 3.1 3.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC Ngoõ vaøo Ngoõ ra 0 1 t PHL t PLH 1 0 8  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: Độ miễn nhiễu: 3.1 3.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC Các thông số kỹ thuật cơ bản của IC 9  Là họ vi mạch số phổ biến nhất.  Cấp điện +5V.  Mật độ tích hợp nhỏ và trung bình.  Công suất tiêu thụ lớn.  Dễ sử dụng  Giá thành thấp Đặc tính: Đặc tính: 3.2 3.2 Họ vi mạch TTL Họ vi mạch TTL 10  Ngõ ra cực chạm (Totem-pole) Phân loại TTL theo ngõ ra: Phân loại TTL theo ngõ ra: 3.2 3.2 Họ vi mạch TTL Họ vi mạch TTL [...]... được để các chân vào của CMOS hở 14 3. 3 Họ vi mạch CMOS Phân loại CMOS theo ngõ ra:  Ngõ ra thường: 15 3. 3 Họ vi mạch CMOS Phân loại CMOS theo ngõ ra:  Ngõ ra cực máng hở (Open Drain): 16 3. 3 Họ vi mạch CMOS Phân loại CMOS theo ngõ ra:  Ngõ ra 3 trạng thái (Three-State): 17 3. 3 Họ vi mạch CMOS Các loại vi mạch số họ CMOS: Kí hiệu Loại 40/140 CMOS cấp điện từ +3V ÷ +18 VDC 45 CMOS cấp điện từ +3V ÷.. .3. 2 Họ vi mạch TTL Phân loại TTL theo ngõ ra:  Ngõ ra cực thu hở (Open Collector) 11 3. 2 Họ vi mạch TTL Phân loại TTL theo ngõ ra:  Ngõ ra 3 trạng thái (Three-State) 12 3. 2 Họ vi mạch TTL Các loại vi mạch số họ TTL: Kí hiệu Loại 74/54 74/54L Low-power (TTL công suất thấp) 74/54S Schottky 74/54LS Low-power Schottky (TTL Schottky công suất thấp) 74/54AS... lên 5V 12V R 7407 TTL 22 CMOS 3. 5 Giao tiếp IC CMOS cấp điện+5V lái TTL:  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 khơng đủ để kéo tải TTL, do đó phải dùng thêm bộ đệm 5V 4050B CMOS 23 TTL 3. 5 Giao tiếp IC CMOS cấp điện lớn hơn+5V... 74/54ALS Advanced Low-power Schottky (TTL Schottky công suất thấp cải tiến) 74/54F 13 TTL tiêu chuẩn Fast (TTL tốc độ cao) 3. 3 Họ vi mạch CMOS Đặc tính:  Cấp điện từ +3V ÷ +18VDC (Riêng họ 74HC và 74HCT chỉ dùng nguồn +5VDC)  Cơng suất tiêu thụ nhỏ  Mật độ tích hợp trung bình  Tốc độ chuyển trạng thái cao  Khả năng chống nhiễu tốt  Khả năng tải (Fan-out) lớn  Phải nối các chân vi mạch khơng sử dụng... 1µA 1µA 1,6mA 0,4mA 2mA 0,1mA IOH (min) 0,4mA 4mA 4mA 0,4mA 0,4mA 2mA 0,4mA IOL (max) 0,4mA 4mA 4mA 16mA 8mA 20mA 8mA 19 3. 5 Giao tiếp IC TTL lái CMOS cấp điện +5V:  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 ... 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) 18 3. 4 Các thơng số cơ bản của họ TTL và CMOS Thông số CMOS cấp nguồn +5V 4000B 74HC 74HCT TTL 74 74LS 74AS 74ALS VIH (min) 3, 5V 3, 5V 2,0V 2,0V 2,0V 2,0V 2,0V VIL (max) 1,5V 1,0V 0,8V 0,8V 0,8V 0,8V 0,8V VOH (min) 4,95V 4,9V 4,9V 2,4V 2,7V 2,7V 2,7V VOL (max) 0,05V... 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 khơng hiểu được đó là mức logic 1 Để khắc phục vi c hiểu nhầm mức logic thường phải dùng điện trở kéo lên, khi đó áp ra ở mức cao của TTL sẽ gần bằng 5V 20 3. 5 Giao tiếp IC TTL lái CMOS cấp điện +5V: 5V R TTL 21 CMOS 3. 5 Giao tiếp IC TTL lái CMOS cấp điện lớn hơn+5V:  Dùng thêm một cổng . 1 Kỹ Thuật Số Kỹ Thuật Số 2 Chương 3 Giao tiếp giữa các họ vi mạch số 3  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. (Three-State): Phân loại CMOS theo ngõ ra: Phân loại CMOS theo ngõ ra: 3. 3 3. 3 Họ vi mạch CMOS Họ vi mạch CMOS 18 Các loại vi mạch số họ CMOS: Các loại vi mạch số họ CMOS: 3. 3 3. 3 Họ vi mạch CMOS Họ. ra: 3. 2 3. 2 Họ vi mạch TTL Họ vi mạch TTL 12  Ngõ ra 3 trạng thái (Three-State) Phân loại TTL theo ngõ ra: Phân loại TTL theo ngõ ra: 3. 2 3. 2 Họ vi mạch TTL Họ vi mạch TTL 13 Các loại vi mạch số