《数字电子技术基础》第2章.集成逻辑门技术.ppt

表2.6.1 TTL和CMOS门电路的输入、输出特性参数电路种类 2.6 工程应用的技术问题 2.6.1 不同系列电路的接口问题 1）电源电压相同 2）电源电压不同 2.6 工程应用的技术问题 1.TTL系列驱动CMOS系列 用CMOS门驱动TTL门，将不能保证CMOS规定的输出低电平。可以选择多种方案来解决这个问题。 （1）采用驱动门并联的方式，提高驱动门的带负载能力。 （2）采用增加一级CMOS驱动器的方法，如选择同相驱动器CC4010，电路如图2.6.2（a）所示。 （3）采用漏极开路的CMOS驱动器CC40107，可驱动10个74系列负载门,如图2.6.2（b）所示。 （4）采用分立元件驱动电路作为4000系列CMOS电路和74系列电路的跨接电路，使电流放大，从而驱动TTL负载门，其电路如图2.6.2（c）所示。 2.6 工程应用的技术问题 2.CMOS系列驱动TTL系列 图2.6.2 CMOS门驱动TTL门 2.6 工程应用的技术问题 电气系统有的器件所需的工作电压和工作电流比较大，即使微型继电器的驱动电流也会在10mA以上。这些电气元件要正常工作，需要提供较大驱动电流和电压，就要放大电流或电压以提高带负载能力。 负载电流较小：如微型继电器，可以将两个反相器并联作为驱动电路。 负载电流较大：需要在集成电路或系统的输出端与负载之间接入一个功率驱动器件，可直接用于驱动机电系统。 2.6 工程应用的技术问题 1.驱动大电流负载 2.6.2 具有负载的接口电路 设LED的工作电流为ID、LED的正向压降为UD。限流电阻R可以按以下公式选择。 对于图2.6.3（a），门电路输出高电平时，限流电阻的选择应满足如下关系式 对于图2.6.3（b），门电路输出低电平时，限流电阻的选择应满足如下关系式 2.6 工程应用的技术问题 2.驱动LED负载 图2.6.3 门电路驱动发光二极管电路 2.6 工程应用的技术问题 1.增加输入 保护电路 6.安装技术 5.接地技术 2.增加功率输 出缓冲电路 3.增加去耦 合滤波电容 4.电源或地与不用输入端串接电阻 2.6 工程应用的技术问题 2.6.3 数字电路的抗干扰方法 （1）具有推拉输出结构的TTL门电路的输出端不能直接并联使用，输出端也不允许直接接电源UCC或直接接地，电源与输出端可接一个上拉负载电阻R。 （2）多种电源供电时，先接入低电压，再加上较高的电压，然后再输入信号。关断电源之前，应先去掉输入信号。若信号源与电路板使用两组电源供电，开机时应先接通电路板电源，再接通信号源，关机时先断开信号源后断开电路电源。 2.6 工程应用的技术问题 2.6.4 数字电路使用注意事项 （3）门与门之间的导线应尽可能短，过长会造成信号的畸变。当多路并行传输信号时，信号线间要有一定的距离或中间加地线进行屏蔽。否则，相邻平行线可能由于电磁耦合而互相干扰。 （4）CMOS器件在使用、储藏、运输、高温老化过程中，需屏蔽于接触良好的金属屏蔽盒内或用金属铝箔纸包装，防止静电感应击穿栅极，烧毁场效应晶体管。 （5）所有测试仪器，外壳必须有良好的接地。进行电路故障处理时，应将CMOS电路的输入端与前级输出端脱开。也可用50~100 kΩ的电阻将输入端与地或电源相连。 2.6 工程应用的技术问题 结构体的内部语句的执行或发生不按规定语句的次序，执行的次序仅由对语句中的敏感信号发生的事件决定，产生其并发性。一般语言中，每个赋值语句按源文件规定的顺序执行。结构体中最常见并行信号赋值语句的一般格式如下。 对象=表达式 2.7 VHDL的并行和结构行为 2.7.1 并行描述 例2.7.2分析下面两输入数据选择器程序的动态行为。 LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; ENTITY mux2 IS PORT(I0,I1,A :IN std_logic; Q :OUT std_logic); END mux2; ARCHITECTURE mux2_arc OF mux2 IS SIGNAL sel :INTEGER； BEGIN Q=I0 AFTER 10 ns WHEN sel=0 ELSE I1 AFTER 10 ns; sel=0 WHEN A=0 ELSE 1; END mux2_arc; 2.7 VHDL的并行和结构行为 对一个电路结构进行描述，称为结构描述。结构描述主要是具体叙述它由哪些子元件组成以及各个子元件之间的互联关系。VHDL中，实体主要描述三个方面，即元件、端口与信号。 2.7 VH