基础篇 -- TTL与CMOS电平

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一、电平规范
1、名称解释
Uoh -> 输出高电平，Uol -> 输出低电平；
Uih -> 输入高电平，Uil -> 输入低电平。

2、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： Uoh ≥ 2.4V，Uol≤0.4V；
输入模式: Uih ≥ 2.0V，Uil≤0.8V；

3、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： Uoh ≈ VCC，Uol≈GND；
输入模式: Uih ≥ 0.7VCC，Uil≤0.2VCC；

二、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。

三、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

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

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，Q1导通，Rx端为0.3V左右；Tx输出5V，Q1截止，RX端为3.3V，完成电平转换功能。

四、小结
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。
TTL与CMOS电平涉及的知识点很多，本文只是简要的介绍了下，仅仅起到抛砖引玉的作用，日后设计过程中，需要不断的总结经验，沟通交流，以达到真正的理解，灵活运用。

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作者：刘杰，软硬件技术10年，全职提供技术开发与技术服务、生产支持等。

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