原创 正确处理不同电平IO的连接

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不同电平IO的输入输出特性有很大不同。主要电平特性指标是V(IH)、V(IL)、V(OH)、V(OL)。

V(IH) —— 大于这个电压的输入将保证能被认作高电平。通常标出最小值。
V(IL) —— 小于这个电压的输入将保证能被认作低电平。通常标出最大值。
V(OH) —— 在正常使用的前提下，高电平的输出电压保证大于此值。通常标出最小值。
V(OL) —— 在正常使用的前提下，低电平的输出电压保证小于此值。通常标出最大值。

当某电平标准的输出连接另一电平标准的输入口时，必须保证输出口的V(OH)大于输入口的V(IH)，输出口的V(OL)小于输入口的V(IL)，否则电路的设计是不可靠的。

下图是74系列各电平标准的V(IH)、V(IL)、V(OH)、V(OL)：

例如，5V TTL输出接5V CMOS输入是不可靠的，因为5V TTL器件输出的高电平只保证大于2.4V（这是所保证的最小值，实际应用时会大于此值，可能在3V-4.3V左右），但是5V CMOS器件的输入高电平要求大于0.7×5=3.5V（实际应用时即使略小于此值也能被正确识别为高电平，但是这不能被保证）。实际应用中，5V TTL输出接5V CMOS输入也许不会出问题，但是芯片不能保证这样做一定不会出错，也许长期使用或量产时就会有问题出现。

相反，5V CMOS输出接5V TTL输入不会有任何问题，因为在正常使用下，5V CMOS器件保证高电平输出大于4.4V，而5V TTL器件只需要输入大于2V即可被正确识别为高电平。甚至3.3V CMOS输出接5V TTL输入也可以，因为3.3V CMOS器件一般保证高电平输出大于2.7V，比5V TTL的V(IH)要高。

如果在电路中需要设计5V TTL输出接5V CMOS输入时，可以利用TTL高电平拉电流能力弱，低电平灌电流能力强的特性，这样处理：1、保证5V TTL器件的输出轻载；2、上拉3KΩ左右的电阻。

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