混合逻辑电平的接口技术
发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:434
摘要：介绍了3.3v和5.0v逻辑电平、rs-232c逻辑电平、lvds信号的电特性，讨论了它们相互间的接口技术。
关键词：接口 逻辑电平 电源变换
在功耗低、体积小的便携式设备（蜂窝电话、ｐｄａ、笔记本电脑、数字相机等）的应用需求驱动下，越来越多的半导体器件采用低电压设计技术，很多半导体器件制造厂家纷纷推出３．３ｖ和２．５ｖ等一系列超低功耗集成电路。这样使很多低电压逻辑标准得以广泛应用。在新一代的银行终端、教育终端等产品的设计过程中，为了降低成本、保持与终端外设的兼容性，还需要在同一系统中采用许多不同逻辑标准的器件，因此在同一系统中不可避免地存在不同供电电压的模块。如何解决不同的逻辑电平信号间的接口问题，就成了硬件工程师面临的关键技术。本文结合ｔｆｔ彩色液晶网络终端的设计，详细介绍了几种逻辑电平信号的接口特性，并讨论了它们之间的接口技术。
１ ｄｃ／ｄｃ电源变换
传统的线性稳压器，如ｌｍ１１７系列都要求输入电压比输出电压高３ｖ以上，否则不能正常工作，同时传统的线性稳压器转换效率低，发热量大，所以ｌｍ１１７系列已经不能满足低功耗小体积的应用系统的电源设计要求。电池供电的便携式设备，对于电源转换效率和散热要求更高，所以必须寻求其他的解决方案。
ｔｆｔ彩色液晶网络终端主板涉及大量的５．０ｖ和３．３ｖ逻辑信号，必须有５．０ｖ和３．３ｖ两个供电模块。为了与其它系列终端的外置电源兼容，这里采用国家半导体公司的ｌｍ２５７６从１２ｖ变换到５ｖ，再采用ｍｉｃｒｅｌ公司的ｍｉｃ５２０７(或ｌｉｎｅａｒ公司的ｌｔ１０８６)从５ｖ变换到３．３ｖ。
ｌｍ２５７６是基于开关电源技术的低电压输出单片集成电路，内置５２ｋｈｚ的振荡电路，仅仅需要４个外围器件，电源转换效率高达７７％，输出电流最大可达３ａ，发热量小,电磁辐射小，可靠性高。
面对低电压电源的需求，许多电源芯片公司推出了低压差线性稳压器ｌｄｏ（ｌｏｗ ｄｒｏｐｏｕｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）。这种电源芯片的压差可以低至０．２ｖ～１．３ｖ，可以实现５ｖ转３．３ｖ／２．５ｖ、３．３ｖ转２．５ｖ／１．８ｖ等要求。生产ｌｄｏ的公司很多，如ａｌｐｈａ、 ｌｔ(ｌｉｎｅａｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)、ｎｉ(ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ)、ｔｉ等。低压差线性稳压器ｍｉｃ５２０７特别适合手持的电池供电设备，它有一个与ｃｏｍｓ、ｔｔｌ电平兼容的使能控制引脚，便于关断电源降低功耗，其外围电路也特别简单。
２ 各种逻辑电平信号的电特性
在ｔｆｔ彩色液晶网络终端系统中，中央处理器ｉｎｔｅｌ ｐｘａ２５５的ｉ／ｏ端口是３．３ｖ的ｃｍｏｓ结构；ｕｓｂ ｈｏｓｔ控制器ｓｌ８１１ｈｓ的ｉ／ｏ端口是３．３ｖ的ｃｍｏｓ结构?熏兼容ｔｔｌ电平；超级ｉ／ｏ控制器ｗ８３９７７ａｔｆ具有５．０ｖ ｃｍｏｓ和５．０ｖ ｔｔｌ两种 ｉ／ｏ端口。它们的电平特性如表１所示。遵守同一逻辑电平标准的不同器件，端口的电特性可能略有不同，即使是同一器件，在不同环境下表现出的电特性也是不同的，所以在设计电路时，一定要具体情况具体分析。
表１中，ｖｏｈ表示输出高电平的最小值；ｖｏｌ表示输出低电平的最大值。表１ｖｉｈ表示输入高电平的最小值；ｖｉｌ表示输入低电平的最大值。表１列出了器件的常见电特性，有些集成电路略有差别。
表1 pxa255、sl811hs与w83977atf i/o端口的电平特性
| 逻辑标准 | gnd | vcc | voh(最小值) | vol（最大值） | vih(最小值) | vil(最大值) | |||||||||
| 3.3v coms | 0.0v | 3.3v | vcc-0.1v(3.2v) | 0.4v | 0.8vcc(2.64v） | 0.2vcc(0.66v) | |||||||||
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摘要：介绍了3.3v和5.0v逻辑电平、rs-232c逻辑电平、lvds信号的电特性，讨论了它们相互间的接口技术。 关键词：接口 逻辑电平 电源变换 在功耗低、体积小的便携式设备（蜂窝电话、ｐｄａ、笔记本电脑、数字相机等）的应用需求驱动下，越来越多的半导体器件采用低电压设计技术，很多半导体器件制造厂家纷纷推出３．３ｖ和２．５ｖ等一系列超低功耗集成电路。这样使很多低电压逻辑标准得以广泛应用。在新一代的银行终端、教育终端等产品的设计过程中，为了降低成本、保持与终端外设的兼容性，还需要在同一系统中采用许多不同逻辑标准的器件，因此在同一系统中不可避免地存在不同供电电压的模块。如何解决不同的逻辑电平信号间的接口问题，就成了硬件工程师面临的关键技术。本文结合ｔｆｔ彩色液晶网络终端的设计，详细介绍了几种逻辑电平信号的接口特性，并讨论了它们之间的接口技术。 １ ｄｃ／ｄｃ电源变换 传统的线性稳压器，如ｌｍ１１７系列都要求输入电压比输出电压高３ｖ以上，否则不能正常工作，同时传统的线性稳压器转换效率低，发热量大，所以ｌｍ１１７系列已经不能满足低功耗小体积的应用系统的电源设计要求。电池供电的便携式设备，对于电源转换效率和散热要求更高，所以必须寻求其他的解决方案。 ｔｆｔ彩色液晶网络终端主板涉及大量的５．０ｖ和３．３ｖ逻辑信号，必须有５．０ｖ和３．３ｖ两个供电模块。为了与其它系列终端的外置电源兼容，这里采用国家半导体公司的ｌｍ２５７６从１２ｖ变换到５ｖ，再采用ｍｉｃｒｅｌ公司的ｍｉｃ５２０７(或ｌｉｎｅａｒ公司的ｌｔ１０８６)从５ｖ变换到３．３ｖ。 ｌｍ２５７６是基于开关电源技术的低电压输出单片集成电路，内置５２ｋｈｚ的振荡电路，仅仅需要４个外围器件，电源转换效率高达７７％，输出电流最大可达３ａ，发热量小,电磁辐射小，可靠性高。 面对低电压电源的需求，许多电源芯片公司推出了低压差线性稳压器ｌｄｏ（ｌｏｗ ｄｒｏｐｏｕｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）。这种电源芯片的压差可以低至０．２ｖ～１．３ｖ，可以实现５ｖ转３．３ｖ／２．５ｖ、３．３ｖ转２．５ｖ／１．８ｖ等要求。生产ｌｄｏ的公司很多，如ａｌｐｈａ、 ｌｔ(ｌｉｎｅａｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)、ｎｉ(ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ)、ｔｉ等。低压差线性稳压器ｍｉｃ５２０７特别适合手持的电池供电设备，它有一个与ｃｏｍｓ、ｔｔｌ电平兼容的使能控制引脚，便于关断电源降低功耗，其外围电路也特别简单。 ２ 各种逻辑电平信号的电特性 在ｔｆｔ彩色液晶网络终端系统中，中央处理器ｉｎｔｅｌ ｐｘａ２５５的ｉ／ｏ端口是３．３ｖ的ｃｍｏｓ结构；ｕｓｂ ｈｏｓｔ控制器ｓｌ８１１ｈｓ的ｉ／ｏ端口是３．３ｖ的ｃｍｏｓ结构?熏兼容ｔｔｌ电平；超级ｉ／ｏ控制器ｗ８３９７７ａｔｆ具有５．０ｖ ｃｍｏｓ和５．０ｖ ｔｔｌ两种 ｉ／ｏ端口。它们的电平特性如表１所示。遵守同一逻辑电平标准的不同器件，端口的电特性可能略有不同，即使是同一器件，在不同环境下表现出的电特性也是不同的，所以在设计电路时，一定要具体情况具体分析。 表１中，ｖｏｈ表示输出高电平的最小值；ｖｏｌ表示输出低电平的最大值。表１ｖｉｈ表示输入高电平的最小值；ｖｉｌ表示输入低电平的最大值。表１列出了器件的常见电特性，有些集成电路略有差别。
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