TC190G06AF-0030圖3.5.5 邏輯門等效符號(hào)的應(yīng)用,(a)邏輯電路 (b)邏輯電路的等效變換 (c)用與非門替代等效符號(hào)

邏輯門等效符號(hào)強(qiáng)調(diào)低電平有效,在3.1.6節(jié)介紹三態(tài)門時(shí),就涉及有效電平的概念。三態(tài)門的使能控制信

號(hào)可以是高電平有效,也可以是低電平有效。對(duì)于高電平使能的三態(tài)門,當(dāng)使能端信號(hào)為1時(shí),電路處于正常邏輯工作狀態(tài);對(duì)于低電平使能的三態(tài)門,當(dāng)使能端信號(hào)為0時(shí),電路正常工作。有效電平的概念不止限于使能端信號(hào)。在實(shí)際電路,特別是大規(guī)模集成芯片,任何輸人或者輸出信號(hào)都有可能是高電平有效,或者是低電平有效。所謂低電平有效,是指當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí),電路完成規(guī)定的操作;而高電平有效,是指信號(hào)為高電平時(shí),完成規(guī)定的操作。

圖3.5.6所示是一個(gè)可以控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐�。其中集成芯片IC的使能端EⅣ要求低電平有效,電路死的兩個(gè)控制信號(hào)分別是請(qǐng)求信號(hào)RE朋和允許信號(hào)脫。圖中,G2門是輸入、輸出均為低有效的與門。根據(jù)圖3.5.4可知,G2門實(shí)際是或門的等效符號(hào)。這里之所以采用等效符號(hào)是為了強(qiáng)調(diào)低電平有效,以便于理解實(shí)際電路中,請(qǐng)求信號(hào)RE、允許信號(hào)AL以及IC芯片的使能信號(hào)EⅣ之間的邏輯關(guān)系。當(dāng)請(qǐng)求信號(hào)RE為有效高電平信號(hào),允許信號(hào)AL為有效低電平信號(hào)時(shí),G2門的兩個(gè)輸人端均為有效信號(hào),即低電平,則產(chǎn)生一個(gè)有效的輸出信號(hào),即乙為低電平,使刀Ⅳ為低電平,允許IC傳輸數(shù)據(jù)。

圖3.5.6數(shù)據(jù)傳輸控制電路

信號(hào)名稱EⅣ、AL和L上面的橫線表示該信號(hào)是低電平有效,在進(jìn)行邏輯運(yùn)算時(shí),應(yīng)該作為一個(gè)整體符號(hào)。如果在運(yùn)算過程中,變量上面的“-”號(hào)控制電路.

以上討論了幾種邏輯門電路,重點(diǎn)討論了CMOs和TTL兩種電路。在具體的應(yīng)用中,可以根據(jù)傳輸延遲時(shí)間、功耗、噪聲容限、帶負(fù)載能力等要求來選擇器件。有時(shí)需要將兩種邏輯系列的器件混合使用,因此就出現(xiàn)了不同邏輯門電路之間的接口問題,以及門電路與負(fù)載之間的匹配等問題。下面對(duì)幾個(gè)實(shí)際問題進(jìn)行討論。

各種門電路之間的接口問題,在數(shù)字電路或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,往往由于工作速度或者功耗指標(biāo)的要求,需要將多種邏輯器件混合使用,例如,同時(shí)使用CMOs和TTL兩種器件。由于不同邏輯器件的電壓和電流參數(shù)各不相同,因而需要采用接口電路,一般需要考慮以下因素:

第一是邏輯門電路的扇出問題,即驅(qū)動(dòng)器件必須能對(duì)負(fù)載器件提供足夠的灌電流或者拉電流。

灌電流情況下應(yīng)滿足:  roL(max)≥JIL(total)          (3.6o1)

拉電流情況下應(yīng)滿足:  ron(m ax)≥rm(toll)          (3.6.2)

第二是邏輯電平兼容性問題,驅(qū)動(dòng)器件的輸出電壓必須滿足負(fù)載器件所要求的高電平或者低電平輸入電壓的范圍。即

uⅡ(min)≥yIn(min)           (3.6.3)

uL(max)≤yIL(m ax)         (3.6.4)

其余如噪聲容限、輸入和輸出電容以及開關(guān)速度等參數(shù)在某些設(shè)計(jì)中也必須予以考慮。下面分別就5V供電電壓的CMOs電路與TTL電路,以及不同供電電壓的邏輯電路之間的接口問題進(jìn)行討論。

CMOs門驅(qū)動(dòng)TTL門,在CMOS電路的供電電源為十5Ⅴ時(shí),兩者的邏輯電平參數(shù)可滿足式(3.6.3)和式(3.6.4),不需另加接口電路,僅按電流大小計(jì)算出扇出數(shù)即可。

圖3.6.1表示CMOs門驅(qū)動(dòng)TTL門的簡單電路。當(dāng)CMOS門的輸出為高電平時(shí),CMOS門驅(qū)動(dòng)TTL門,邏輯電路.

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