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常用接口/信号的电平

本文总结了常见接口信号的电平,包括I2C, SPI, UART, RS232, RS485, RS422, CAN, USB(2.0, 3.1),LVDS。其他接口如PCIE, MIPI, JTAG, 各种显示接口(VGA, HDMI, DVI),网口RJ本文不列出45种混合信号的通信接口类型,有机会在后续文章中单独描述。

TTL: 三极管由集电极开路组成(OC)和推挽(push-pull)两种,OC需要外部上拉电阻。 CMOS: MOS管道组成包括集电极开路(OC)和推挽(push-pull)两种,OC需要外部上拉电阻。 TTL与CMOS电平相似,高电平为1, 低电平为0,常用高电平为5V, 3.3V, 2.5V, 1.8V。CMOS可以驱动TTL,但是TTL不能完全驱动TTL,有时需要上拉电阻或电平转换。 CMOS相对TTL噪声容量较大,输入阻抗远大于TTL输入阻抗。 5V TTL VCC:5V; VOH>=2.4V,VOL<=0.4V.VIH>=2V,VIL<=0.8V; 3.3V LVTTL:VCC:3.3V.VOH>=2.4V,VOL<=0.4V,VIH>=2V,VIL<=0.8V 2.5V LVTTL:VCC:2.5V,VOH>=2V,VOL<=0.2V;VIH>1.7V,VOL<=0.7V; 5V CMOS Vcc:5V;VOH>=4.45V;VOL<=0.5V;VIH>=3.5V;VIL<=1.5V。 3.3V LVCMOS:Vcc:3.3V;VOH>=3.2V;VOL<=0.1V;VIH>=2.0V;VIL<=0.7V。 2.5V LVCMOS:Vcc:2.5V;VOH>=2V;VOL<=0.1V;VIH>=1.7V;VIL<=0.7V。 推挽与开漏的区别: 推挽与开漏的特点 I2C采用OC/OD,需要外部上拉电阻; SPI(PUSH-PULL),UART一般配置为PUSH-PULL输出,内部上拉输入.

在TxD和RxD上:逻辑1(MARK)=-3V~-15V,逻辑0(SPACE)= 3~ 15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线:信号有效(接通,ON状态,正电压)= 3V~ 15V;信号无效(断开,OFF状态,负电压)=-3V~-15V。 RS-232C 与TTL转换:EIA RS-232C 逻辑状态用正负电压表示TTL逻辑状态的规定因高低电平而异。因此,为了能够与计算机接口或终端相同TTL必须连接设备EIA RS-232C 与TTL改变电路之间的电平和逻辑关系。分立元件或集成电路芯片可用于实现这种转换。集成电路转换器件目前应用广泛,如MC1488、SN75150芯片可完成TTL电平到EIA电平转换,而MC1489、SN75154可实现EIA电平到TTL转换电平。MAX232芯片可完成TTL←→EIA双向电平转换。

发送端间T 与T-的电压差+2 ~ +6v为逻辑1; -2 ~ -6v 为逻辑0。 接收端 R 与R-电压差大于 +200mv 逻辑1小于-200mv 为逻辑0。 定义逻辑1为D >D-或R >R-的状态, 定义逻辑0为D <D-或R <R-的状态。 接收端R ,R-电压差不小于200mv. 共模电压范围,RS-485收发器共模电压范围-7~ 12V,但RS-422收发器共模电压范围-7~ 7V。

单端数字逻辑信号发送器TXD(或者D)和RXD(或者R)转换为差分CAN总线要求的电平。(Recessive)显性为高电平(Dominant)为低电平。 高速CAN典型值:隐性CANH=CANL=2.5V,差分0V; 显性CANH=3.5V, CANL=1.5V,差分2V; 低速CAN典型值:隐性CANH=1.75V, CANL=3.25V, 差分-1.5V, 显性CANH=4, CANL=1,差分3V。 USB不同一代对接口、引脚定义和电平有不同的要求。 对于USB 2.0 数据传输采用差分线,D /D-采用(3.3V逻辑电平)。 高电平差分信号:D >2.8V,D-<0.3V,D - D->0.2V 低电平差分信号:D->2.8V, D <0.3V, D- - D >0.2V 单端0状态(SE0):D <0.3V, D-<0.3V; 差异信号状态并不直接代表数据状态0或1,而是表示逻辑电平发生变化。USB不归零取反(NRZI)传输数据时,当传输线上的差分数据输入为0时,取反,输入1时保持原值不变1,变化为零。当在USB在总线上发送一个包时,传输设备需要插入位置(即连续6个1后在数据流中插入0)NRZI代码发生了变化。 对于USB3.X高速差对,电压电平定义为:差信号电压摆动典型0.5V,最小0.2V,最大0.6V。共模电压最小值为0V,最大为2.2V。 单端0状态(SE0):D <0.3V, D-<0.3V;一般用于复位信号,SE0状态维持10ms以上则复位。 单端1状态(SE1):D >2.8V,D->2.8V;无效状态,一般不出现。 低速:高电平差分信号(D >2.8V,D-<0.3V)K状态,低电平(D->2.8V,D <0.3V)为J状态; 高速和全速:差分信号高电平为J,低电平(D->2.8V,D <0.3V)为K状态; 主机默认在D 和D-都有15k如果从机器上拉下电阻D 有1.5k如果电阻上拉是高速或全速设备,D-有1.5k上拉是低速设备。 USB 3.0 采用8b/10b编码,USB3.1采用128b/132b编码。

LVDS = Low-Voltage Differential Signaling 低于平衡传输信号的低压差信号。 LVDS传输信号为电流驱动信号,终端匹配电阻标准为100Ω,由于恒流源为3.5mA,摆动电平幅度为-350mV350mV。偏置电压为1.2V,差分信号的电压范围为850mV1550mV。 当Q2、Q3导通而Q1、Q4截止时,恒流源电流通过Q3流向接收器,通过100欧姆端接电阻向下返回驱动端,最后通过Q2到地(GND),3.5mA100欧姆电阻上的电流产生350mV同相端电压高于反相端电压,输出为高电平H”. 而当Q2、Q3截止而Q1、Q4导通时,恒流源电流经Q1向右流向接收器,通过100欧姆端接电阻,返回驱动端,最后通过Q4到地(GND),3.5mA100欧姆电阻上的电流也产生350mV但同相端电压低于反相端电压,输出为高电平L”. 从LVDS从结构原理可以看出,一对差分信号线只能向一个方向传输数据,即单工通信(也称为点对点传输,point-to-point). 驱动端的电气特性: 驱动电流: 2.5mA ~ 4.5mA, 典型值为3.5mA 差分电压摆动: 247mV<= Vswing <=454mV with two 49.9OHM( /-1%) resistors in series. 共模电压: 1.125V<= Vos <=1.375V 短路电流: 12mA(P short to N),24mA(P or N short to GND) 接收器电气特性: 共模电压范围:0 <= Vin <= 2.4V 差分电压范围:1000mV <= Vith <= 600mV 接收器与驱动器之间的对地电势差: /-1V

标签: 三极管1550

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