|
Согласование разных логических уровней
|
|
| Hazar | Дата: Суббота, 08.12.2012, 17:03 | Сообщение # 1 |
 80h
Группа: Пользователи
Сообщений: 231
Статус: Offline
| Как известно микросхемы делают по разной технологии (КМОП, ТТЛ) и разным напряжением питания . Сопряжение таких микросхем требует дополнительных схем согласования. Потенциальные проблемы, с которыми можно столкнуться, не уделив должного внимания этой проблеме, - некорректная работа или выход микросхем из строя.
Когда необходимо согласование логических уровней?
1. Когда выход микросхемы с меньшим напряжением питания подключен к входу микросхемы с большим напряжением питания.
2. Когда выход микросхемы с большим напряжением питания подключен к входу микросхемы с меньшим напряжением питания.
3. Когда первые два случая объединены — двунаправленные сигнальные линии.
4. Когда совместно используются ТТЛ и КМОП микросхемы
Схемы согласования логических уровней
Задача согласования логических уровней микросхем может быть решена:
- с помощью схем на дискретных элементах,
- с помощью операционных усилителей и компараторов,
- с помощью оптопар,
- с помощью специализированных микросхем-преобразователей уровней с двумя питающими напряжениями,
- с помощью буферов с открытым стоком,
- с помощью микросхем совместимых с низкоуровневыми логическими сигналами,
- с помощью микросхем выдерживающих повышенные уровни сигналов.
Какой из этих способов применить в конкретной схеме, зависит от многих факторов: количество сигнальных линий, доступность элементной базы, размеры платы, стоимость разработки, частота сигналов и т.п. С точки зрения надежности наилучшим вариантом будет использование уже готовых решений, то есть специализированных микросхем-преобразователей уровней.
Итак, рассмотрим варианты схем. Заранее оговорюсь, чтобы облегчить себе задачу, я ограничился КМОП микросхемами с напряжением питания 3.3 и 5 вольт
Spectrum жив в нашей душе навсегда
Сообщение отредактировал Hazar - Суббота, 08.12.2012, 17:12 |
| |
| |
| Hazar | Дата: Суббота, 08.12.2012, 17:10 | Сообщение # 2 |
|
80h
Группа: Пользователи
Сообщений: 231
Статус: Offline
| Преобразователь на транзисторе
Схема согласования логических уровней на полевом транзисторе
Простая, но эффективная схема с N-канальным полевым транзистором, позволяющая согласовать выход 3-ех вольтовой микросхемы со входом 5-ти вольтовой. Требует минимум компонентов и не инвертирует сигнал. Работает в обоих направлениях.
Первая ситуация – DD2 передает сигнал, DD1 принимает.
Когда на выходе DD2 установлена логическая единица, транзистор закрыт, и вход DD1 с помощью резистора R1 подтянут к плюсу питания. Когда на выходе DD2 установлен логический ноль, транзистор открыт, и вход DD1 посажен на ноль.
Вторая ситуация – DD1 передает сигнал, DD2 принимает.
Когда на выходе DD1 установлена логическая единица, транзистор закрыт, и вход DD2 с помощью резистора R2 подтянут к плюсу питания. Когда на выходе DD1 установлен логический ноль, через встроенный в полевой транзистор диод начинает течь ток и потенциал истока становится меньше потенциала затвора. Транзистор открывается, и вход DD2 оказывается посажен на ноль питания.
Используемый в схеме транзистор должен иметь пороговое напряжение затвора удовлетворяющее неравенству:
Vcc - Voh < Vt < Vcc – Vol
Где Vcc – напряжение питания DD2, Voh - напряжение логической единицы на выходе DD2, Vol – напряжение логического нуля на выходе DD2, Vt – пороговое напряжение затвора. В спецификации полевой транзистор этот параметр обозначается как Vgs(th) – Gate Threshold Voltage.
Для этой схемы подойдут N-канальные полевые транзисторы управляемые логическим уровнем. Например, BSS138.
Минимальные значения R1 и R2 ограничены нагрузочными способностями выхода DD2 и падением напряжения на транзисторе. Когда полевой транзистор открыт, через него и эти резисторы на вход микросхемы DD2 течет ток.
Максимальное значение R1 ограничено током утечки входа DD1. Если выбрать слишком большой номинал, напряжение на входе DD1 может стать меньше уровня логической единицы.
Spectrum жив в нашей душе навсегда
|
| |
| |
| Black_Cat | Дата: Понедельник, 10.12.2012, 12:34 | Сообщение # 3 |
 Координатор
Группа: Координаторы
Сообщений: 718
Статус: Offline
| Quote (Hazar) я ограничился КМОП микросхемами с напряжением питания 3.3 и 5 вольт
я не знаю зачем использовать дискретные CMOS на разные напряжения, вся их номенклатура есть одного напряжения
Добавлено (10.12.2012, 12:34)
---------------------------------------------
Обычно необходимость в разных напряжениях возникает если в старинной конструкции пытаются применить современные низковольтные БИСы, тогда для их согласования применяют специальные буфера, если эти БИСы не толерантны к 5V. Но многие 3V БИСы по входам/выходам толерантны с ТТЛ 5V, об этом всегда пишется в их доках. Что касательно CMOS логики, то использовать её совместно с ТТЛ - уже гемор, т.к. у них отличаются логические уровни. Имхо, за редким исключением, нет необходимости использовать CMOS логику вообще, по крайней мере всё что относится к Спектруму работает с ТТЛ.
"Трудно найти чёрную кошку в тёмной комнате.. ...особенно, если её там нет", "Forever!".
"Я никогда не причиняю им зла. Я говорю им правду, и они думают, что это - зло."
Гарри Трумэн
|
| |
| |
| Hazar | Дата: Понедельник, 10.12.2012, 17:20 | Сообщение # 4 |
|
80h
Группа: Пользователи
Сообщений: 231
Статус: Offline
| Quote (Black_Cat) Что касательно CMOS логики, то использовать её совместно с ТТЛ - уже гемор, т.к. у них отличаются логические уровни
Сейчас есть микросхемы подобные CMOS работающие на напряжении 3,3 в (кстати не только логика) с быстродействием как у TTL или даже выше
и с пониженным током потребления. Так что есть смысл применять новые CMOS на Spectrum
Добавлено (10.12.2012, 17:20)
---------------------------------------------
Quote (Black_Cat) в старинной конструкции пытаются применить современные низковольтные БИСы, тогда для их согласования применяют специальные буфера
Это применяют только если нужно преобразовать логические уровни в одну сторону
PS статья по уровням не моя случайно нашел на каком-то сайте мне автор не известен (но все-равно автору 5+ так как информация полезная)
Spectrum жив в нашей душе навсегда
Сообщение отредактировал Hazar - Понедельник, 10.12.2012, 17:29 |
| |
| |
| Black_Cat | Дата: Понедельник, 10.12.2012, 20:49 | Сообщение # 5 |
|
Координатор
Группа: Координаторы
Сообщений: 718
Статус: Offline
| Quote (Hazar) Это применяют только если нужно преобразовать логические уровни в одну сторону
нет, буфера именно двусторонние, иначе нафиг они нужны  Добавлено (10.12.2012, 20:49)
---------------------------------------------
Quote (Hazar) Так что есть смысл применять новые CMOS на Spectrum
"Трудно найти чёрную кошку в тёмной комнате.. ...особенно, если её там нет", "Forever!".
"Я никогда не причиняю им зла. Я говорю им правду, и они думают, что это - зло."
Гарри Трумэн
|
| |
| |
| Hazar | Дата: Вторник, 11.12.2012, 15:50 | Сообщение # 6 |
|
80h
Группа: Пользователи
Сообщений: 231
Статус: Offline
| Quote (Black_Cat) нет, буфера именно двусторонние, иначе нафиг они нужны
Нужно не просто двусторонние а что-бы было преобразование уровня 3,3---5 и 5---3,3
ну и естественно с увеличенной нагрузкой
я лично не смог найти ну может быть плохо искал
Spectrum жив в нашей душе навсегда
|
| |
| |
| Black_Cat | Дата: Воскресенье, 06.01.2013, 16:43 | Сообщение # 7 |
|
Координатор
Группа: Координаторы
Сообщений: 718
Статус: Offline
| Quote (Hazar) может быть плохо искал
74LVC4245AD - 8 разрядов
74ALVC164245 -16 разрядовДобавлено (06.01.2013, 16:43)
---------------------------------------------
Цитата (Hazar) 4. Когда совместно используются ТТЛ и КМОП микросхемы Схемы согласования логических уровней Задача согласования логических уровней микросхем может быть решена: - с помощью схем на дискретных элементах, - с помощью операционных усилителей и компараторов, - с помощью оптопар, - с помощью специализированных микросхем-преобразователей уровней с двумя питающими напряжениями, - с помощью буферов с открытым стоком, - с помощью микросхем совместимых с низкоуровневыми логическими сигналами, - с помощью микросхем выдерживающих повышенные уровни сигналов.
При проектировании смешанных цепей с использованием ТТЛ и КМОП микросхем, необходимо знать два правила:
1) По входу: ТТЛ микросхемы (серии 155, 555, 531, 1533.. / 74, 74LS, 74F, 74ALS..) НЕсовместимы* с КМОП, за исключением ТТЛ микросхем выполненных по n-МОП или КМОП технологиям. К последним относятся как правило микросхемы БИС, а так же микросхемы серий 74HCT, 74ACT, 74AHCT, etc.
* "НЕсовместимы" - значит, что корректная работа возможна, но не гарантируется.
2) По выходу: все без исключения ТТЛ микросхемы для совместимости с CMOS входами, требуют подтяжки своих выходов резисторами к +5V.
"Трудно найти чёрную кошку в тёмной комнате.. ...особенно, если её там нет", "Forever!".
"Я никогда не причиняю им зла. Я говорю им правду, и они думают, что это - зло."
Гарри Трумэн
|
| |
| |
| Hazar | Дата: Среда, 09.01.2013, 07:47 | Сообщение # 8 |
|
80h
Группа: Пользователи
Сообщений: 231
Статус: Offline
| Краткие обзорные характеристики для новых серий
с практической точки зрения наиболее оптимальная серия это 74LVT (и удобно использовать совместно с ПЛИС)
Spectrum жив в нашей душе навсегда
Сообщение отредактировал Hazar - Среда, 09.01.2013, 07:53 |
| |
| |
| Kotja | Дата: Понедельник, 05.06.2017, 20:13 | Сообщение # 9 |
 04h
Группа: Пользователи
Сообщений: 4
Статус: Offline
| Вопрос по теме: Хочу подключить флэшкарту через вв55(напрямую), какая карта выдержит Напругу от Спека?
SD на три В(сгорит?), а CF не знаю!
|
| |
| |
| Black_Cat | Дата: Понедельник, 05.06.2017, 23:49 | Сообщение # 10 |
|
Координатор
Группа: Координаторы
Сообщений: 718
Статус: Offline
| Зачем изобретать велосипед, если всё это уже изобретено? Прикрути контроллеры NemoIDE если надо CF, или ZSD если надо SD.
"Трудно найти чёрную кошку в тёмной комнате.. ...особенно, если её там нет", "Forever!".
"Я никогда не причиняю им зла. Я говорю им правду, и они думают, что это - зло."
Гарри Трумэн
|
| |
| |
| Kotja | Дата: Пятница, 09.06.2017, 00:13 | Сообщение # 11 |
|
04h
Группа: Пользователи
Сообщений: 4
Статус: Offline
| Сожалею, вопрос не понят:-(( Велосипед дано "изобретен"... Работает под Виндоус...((( Добавлено (08.06.2017, 19:29)
---------------------------------------------
Блэк_Кэт, не могу ответить в ЛС, всё глючит, "не робот" Добавлено (08.06.2017, 19:30)
---------------------------------------------
Задолжал этот Укоз Добавлено (08.06.2017, 19:31)
---------------------------------------------
Никак! Ничо не робэ! Добавлено (08.06.2017, 19:34)
---------------------------------------------
Шо ему надо, сбрасывает текст, зла не хватает... Добавлено (09.06.2017, 00:13)
---------------------------------------------
Хочу подключить к "Краснодару", для Интереса! Не обращайте Внимания, по глупости пишу...
|
| |
| |
| Black_Cat | Дата: Суббота, 10.06.2017, 19:38 | Сообщение # 12 |
|
Координатор
Группа: Координаторы
Сообщений: 718
Статус: Offline
| Схему контроллера SD карты можешь взять из компьютера ZXM-Phoenix rev.03 например, у Mick'a на сайте, он там собран на CPLD DD71: http://micklab.ru/My%20Computer/ZXMPhoenix.htm
"Трудно найти чёрную кошку в тёмной комнате.. ...особенно, если её там нет", "Forever!".
"Я никогда не причиняю им зла. Я говорю им правду, и они думают, что это - зло."
Гарри Трумэн
|
| |
| |
|
