數字電路 電平轉換總結

74HC/LS/HCT/F系列晶片的差別

1、 LS是低功耗肖特基，HC是高速COMS。LS的速度比HC略快。HCT輸入輸出與LS相容，但是功耗低；F是高速肖特基電路；

2、 LS是TTL電平，HC是COMS電平。

3、 LS輸入開路為高電平，HC輸入不允許開路， hc 一般都要求有上下拉電阻來确定輸入端無效時的電平。LS 卻沒有這個要求

4、 LS輸出下拉強上拉弱，HC上拉下拉相同。

5、 工作電壓不同，LS隻能用5V，而HC一般為2V到6V；

6、 電平不同。LS是TTL電平，其低電平和高電平分别為0.8和V2.4，而CMOS在工作電壓為5V時分别為0.3V和3.6V，是以CMOS可以驅動TTL，

但反過來是不行的

7、 驅動能力不同，LS一般高電平的驅動能力為5mA，低電平為20mA；而CMOS的高低電平均為5mA；

8、 CMOS器件抗靜電能力差，易發生栓鎖問題，是以CMOS的輸入腳不能直接接電源。

74系列內建電路大緻可分為6大類：

. 74××（标準型）；

.74LS××（低功耗肖特基）；

.74S××（肖特基）；

.74ALS××（先進低功耗肖特基）；

.74AS××（先進肖特基）；

.74F××（高速）。

近年來還出現了高速CMOS電路的74系列，該系列可分為3大類：

. HC為COMS工作電平；

. HCT為TTL工作電平，可與74LS系列互換使用；

.HCU适用于無緩沖級的CMOS電路。

這9種74系列産品，隻要後邊的标号相同，其邏輯功能和管腳排列就相同。根據不同的條件和要求可選擇不同類型的74系列産品，比如電路

的供電電壓為3V就應選擇74HC系列的産品

系列 電平 典型傳輸延遲ns 最大驅動電流(-Ioh/Lol)mA

AHC CMOS 8.5 -8/8

AHCT COMS/TTL 8.5 -8/8

HC COMS 25 -8/8

HCT COMS/TTL 25 -8/8

ACT COMS/TTL 10 -24/24

F TTL 6.5 -15/64

ALS TTL 10 -15/64

LS TTL 18 -15/24

LVC

AC

S

LC

注：同型号的74系列、74HC系列、74LS系列晶片，邏輯功能上是一樣的。

74LSxx的使用說明如果找不到的話，可參閱74xx或74HCxx的使用說明。

有些資料裡包含了幾種晶片，如74HC161資料裡包含了74HC160、74HC161、

74HC162、74HC163四種晶片的資料。找不到某種晶片的資料時，

可試着檢視一下臨近型号的晶片資料。

7400 QUAD 2-INPUT NAND GATES　　　　　 與非門

7401 QUAD 2-INPUT NAND GATES OC　　　　與非門

7402 QUAD 2-INPUT NOR GATES　　　　　　或非門

7403 QUAD 2-INPUT NAND GATES　　　　　 與非門

7404 HEX INVERTING GATES　　　　　　　 反向器

7406 HEX INVERTING GATES HV　　　高輸出反向器

7408 QUAD 2-INPUT AND GATE　　　　　　　 與門

7409 QUAD 2-INPUT AND GATES OC　　　　　 與門

7410 TRIPLE 3-INPUT NAND GATES　　　　 與非門

7411 TRIPLE 3-INPUT AND GATES　　　　　　與門

74121 ONE-SHOT WITH CLEAR　　　　　　　單穩态

74132 SCHMITT TRIGGER NAND GATES 觸發器與非門

7414 SCHMITT TRIGGER INVERTERS　 觸發器反向器

74153 4-LINE TO 1 LINE SELECTOR　　　　四選一

74155 2-LINE TO 4-LINE DECODER　　　　 譯碼器

74180 PARITY GENERATOR/CHECKER　 奇偶發生檢驗

74191 4-BIT BINARY COUNTER UP/DOWN　　 計數器

7420 DUAL 4-INPUT NAND GATES　 雙四輸入與非門

7426 QUAD 2-INPUT NAND GATES　　　　　 與非門

7427 TRIPLE 3-INPUT NOR GATES　　三輸入或非門

7430 8-INPUT NAND GATES　　　　八輸入端與非門

7432 QUAD 2-INPUT OR GATES　　　　 二輸入或門

7438 2-INPUT NAND GATE BUFFER　　與非門緩沖器

7445 BCD-DECIMAL DECODER/DRIVER BCD譯碼驅動器

7474 D-TYPE FLIP-FLOP　　　　　　　 D型觸發器

7475 QUAD LATCHES　　　　　　　　　　雙鎖存器

7476 J-K FLIP-FLOP　　　　　　　　　J-K觸發器

7485 4-BIT MAGNITUDE COMPARATOR　　四位比較器

7486 2-INPUT EXCLUSIVE OR GATES　　雙端異或門

74HC00 QUAD 2-INPUT NAND GATES　 雙輸入與非門

74HC02 QUAD 2-INPUT NOR GATES　　雙輸入或非門

74HC03 2-INPUT OPEN-DRAIN NAND GATES　 與非門

74HC04 HEX INVERTERS　　　　　　　 六路反向器

74HC05 HEX INVERTERS OPEN DRAIN　　六路反向器

74HC08 2-INPUT AND GATES　　　　　 雙輸入與門

74HC107 J-K FLIP-FLOP WITH CLEAR　　J-K觸發器

74HC109A J-K FLIP-FLOP W/PRESET　　 J-K觸發器

74HC11 TRIPLE 3-INPUT AND GATES　　三輸入與門

74HC112 DUAL J-K FLIP-FLOP　　　　雙J-K觸發器

74HC113 DUAL J-K FLIP-FLOP PRESET　雙JK觸發器

74HC123A RETRIGGERABLE MONOSTAB　可重觸發單穩

74HC125 TRI-STATE QUAD BUFFERS　　 四個三态門

74HC126 TRI-STATE QUAD BUFFERS　　　 六三态門

74HC132 2-INPUT TRIGGER NAND 施密特觸發與非門

74HC133 13-INPUT NAND GATES　　十三輸入與非門

74HC137 3-TO-8 DECODERS W/LATCHES 3-8線譯碼器

74HC138 3-8 LINE DECODER　　　 3線至8線譯碼器

74HC139 2-4 LINE DECODER　　　 2線至4線譯碼器

74HC14 TRIGGERED HEX INVERTER　　六觸發反向器

74HC147 10-4 LINE PRIORITY ENCODER 10-4編碼器

74HC148 8-3 LINE PRIORITY ENCODER　 8-3編碼器

74HC149 8-8 LINE PRIORITY ENCODER 　8-8編碼器

74HC151 8-CHANNEL DIGITAL MUX　　 8通道多路器

74HC153 DUAL 4-INPUT MUX　　　 雙四輸入多路器

74HC154 4-16 LINE DECODER　　 4線至16線譯碼器

74HC155 2-4 LINE DECODER　　　 2線至4線譯碼器

74HC157 QUAD 2-INPUT MUX　　　 四個雙端多路器

74HC161 BINARY COUNTER　　　　　 二進制計數器

74HC163 DECADE COUNTERS　　　　　十進制計數器

74HC164 SERIAL-PARALLEL SHIFT REG　　串入并出

74HC165 PARALLEL-SERIAL SHIFT REG　　并入串出

74HC166 SERIAL-PARALLEL SHIFT REG　　串入并出

74HC173 TRI-STATE D FLIP-FLOP　　 三态D觸發器

74HC174 HEX D FLIP-FLOP W/CLEAR　　 六D觸發器

74HC175 HEX D FLIP-FLOP W/CLEAR　　 六D觸發器

74HC181 ARITHMETIC LOGIC UNIT　　算術邏輯單元

74HC182 LOOK AHEAD CARRYGENERATR　 進位發生器

74HC190 BINARY UP/DN COUNTER 二進制加減計數器

74HC191 DECADE UP/DN COUNTER 十進制加減計數器

74HC192 DECADE UP/DN COUNTER 十進制加減計數器

74HC193 BINARY UP/DN COUNTER 二進制加減計數器

74HC194 4BIT BI-DIR SHIFT　 4位雙向移位寄存器

74HC195 4BIT PARALLEL SHIFT 4位并行移位寄存器

74HC20 QUAD 4-INPUT NAND GATE　四個四入與非門

74HC221A NON-RETRIG MONOSTAB　 不可重觸發單穩

74HC237 3-8 LINE DECODER 位址鎖3線至8線譯碼器

74HC242/243 TRI-STAT TRANSCEIVER　 三态收發器

74HC244 OCTAL 3-STATE BUFFER　 八個三态緩沖門

74HC245 OCTAL 3-STATE TRANSCEIVER　三态收發器

74HC251 8-CH 3-STATE MUX　　　　 8路3态多路器

74HC253 DUAL 4-CH 3-STATE MUX　　4路3态多路器

74HC257 QUAD 2-CH 3-STATE MUX　　4路3态多路器

74HC258 2-CH 3-STATE MUX　　　　 2路3态多路器

74HC259 3-8 LINE DECODER　　8位位址鎖存譯碼器

74HC266A 2-INPUT EXCLUSIVE NOR GATE　　異或非

74HC27 TRIPLE 3-INPUT NOR GATE三個3輸入或非門

74HC273 OCTAL D FLIP-FLOP CLEAR　　8路D觸發器

74HC280 9BIT ODD/EVEN GENERATOR　　奇偶發生器

74HC283 4BIT BINARY ADDER CARRY　　四位加法器

74HC299 3-STATE UNIVERSAL SHIFT　三态移位寄存

74HC30 8-INPUT NAND GATE　　　　8輸入端與非門

74HC32 QUAD 2-INPUT OR GATE　　　四個雙端或門

74HC34 NON-INVERTER　　　　　　　　　非反向器

74HC354 8-CH 3-STATE MUX　　　　 8路3态多路器

74HC356 8-CH 3-STATE MUX　　　　 8路3态多路器

74HC365 HEX 3-STATE BUFFER　　 六個三态緩沖門

74HC366 3-STATE BUFFER INVERTER　　緩沖反向器

74HC367 3-STATE BUFFER INVERTER　　緩沖反向器

74HC368 3-STATE BUFFER INVERTER　　緩沖反向器

74HC373 3-STATE OCTAL D LATCHES 三态D型鎖存器

74HC374 3-STATE OCTAL D FLIPFLOP　三态D觸發器

74HC393　4-BIT BINARY COUNTER 4位二進制計數器

74HC4016 QUAD ANALOG SWITCH　　四路模拟量開關

74HC4020 14-Stage Binary Counter 14輸出計數器

74HC4017 Decade Counter/Divider with 10 Decoded Outputs

十進制計數器帶10個譯碼輸出端

74HC4040 12 Stage Binary Counter　 12出計數器

74HC4046 PHASE LOCK LOOP　　　 相位監測輸出器

74HC4049 LEVEL DOWN CONVERTER　　　電平變低器

74HC4050 LEVEL DOWN CONVERTER　　　電平變低器

74HC4051 8-CH ANALOG MUX　　　　　8通道多路器

74HC4052 4-CH ANALOG MUX　　　　　4通道多路器

74HC4053 2-CH ANALOG MUX　　　　　2通道多路器

74HC4060 14-STAGE BINARY COUNTER　14階BIN計數

74HC4066 QUAD ANALOG MUX　　　　 四通道多路器

74HC4075 TRIPLE 3-INPUT OR GATE　　 3輸入或門

74HC42 BCD TO DECIMAL　　　 BCD轉十進制譯碼器

74HC423A RETRIGGERABLE MONOSTAB　可重觸發單穩

74HC4511 BCD-7 SEG DRIVER/DECODER　 7段譯碼器

74HC4514 4-16 LINE DECODER　　　4至16線譯碼器

74HC4538A RETRIGGERAB MONOSTAB　 可重觸發單穩

74HC4543 LCD BCD-7 SEG LCD用的BCD-7段譯碼驅動

74HC51 AND OR GATE INVERTER　　　　　與或非門

74HC521 8BIT MAGNITUDE COMPARATOR　　判決定路

74HC533 3-STATE D LATCH　　　　　 三态D鎖存器

74HC534 3-STATE D FLIP-FLOP　　 三态D型觸發器

74HC540 3-STATE BUFFER　　　　　　 三态緩沖器

74HC541 3-STATE BUFFER INVERTER三态緩沖反向器

74HC58 DUAL AND OR GATE　　　　　　　　與或門

74HC589 3STATE 8BIT SHIFT 8位移位寄存三态輸出

74HC594 8BIT SHIFT REG　　　　　8位移位寄存器

74HC595 8BIT SHIFT REG　　8位移位寄存器出鎖存

74HC597 8BIT SHIFT REG　　8位移位寄存器入鎖存

74HC620 3-STATE TRANSCEIVER　　 反向3态收發器

74HC623 3-STATE TRANSCEIVER　　八路三态收發器

74HC640 3-STATE TRANSCEIVER　　 反向3态收發器

74HC643 3-STATE TRANSCEIVER　　八路三态收發器

74HC646 NON-INVERT BUS TRANSCEIVER 總線收發器

74HC648 INVERT BUS TRANCIVER　 反向總線收發器

74HC688 8BIT MAGNITUDE COMPARATOR 8位判決電路

74HC7266 2-INPUT EXCLUSIVE NOR GATE　異或非門

74HC73 DUAL J-K FLIP-FLOP W/CLEAR　雙JK觸發器

74HC74A PRESET/CLEAR D FLIP-FLOP　　雙D觸發器

74HC75 4BIT BISTABLE LATCH　　　4位雙穩鎖存器

74HC76 PRESET/CLEAR JK FLIP-FLOP　 雙JK觸發器

74HC85 4BIT MAGNITUDE COMPARATOR　4位判決電路

74HC86 2INPUT EXCLUSIVE OR GATE　 2輸入異或門

74HC942 BAUD MODEM　　　 300BPS低速數據機

74HC943 300 BAUD MODEM　 300BPS低速數據機

74LS00 QUAD 2-INPUT NAND GATES　　　　 與非門

74LS02 QUAD 2-INPUT NOR GATES　　　　　或非門

74LS03 QUAD 2-INPUT NAND GATES　　　　 與非門

74LS04 HEX INVERTING GATES　　　　　　 反向器

74LS05 HEX INVERTERS OPEN DRAIN　　六路反向器

74LS08 QUAD 2-INPUT AND GATE　　　　　　 與門

74LS09 QUAD 2-INPUT AND GATES OC　　　　 與門

74LS10 TRIPLE 3-INPUT NAND GATES　　　 與非門

74LS109 QUAD 2-INPUT AND GATES OC　　　 與門

74LS11 TRIPLE 3-INPUT AND GATES　　　　　與門

74LS112 DUAL J-K FLIP-FLOP　　　　雙J-K觸發器

74LS113 DUAL J-K FLIP-FLOP PRESET　雙JK觸發器

74LS114 NEGATIVE J-K FLIP-FLOP　負沿J-K觸發器

74LS122 Retriggerable Monostab　 可重觸發單穩

74LS123 Retriggerable Monostable 可重觸發單穩

74LS125 TRI-STATE QUAD BUFFERS　　 四個三态門

74LS13 QUAL 4-in NAND TRIGGER 4輸入與非觸發器

74LS160 BCD DECADE 4BIT BIN COUNTERS　 計數器

74LS136 QUADRUPLE 2-INPUT XOR GATE　　 異或門

74LS138 3-8 LINE DECODER　　　 3線至8線譯碼器

74LS139 2-4 LINE DECODER　　　 2線至4線譯碼器

74LS14 TRIGGERED HEX INVERTER　　六觸發反向器

74HC147 10-4 LINE PRIORITY ENCODER 10-4編碼器

74HC148 8-3 LINE PRIORITY ENCODER 　8-3編碼器

74HC149 8-8 LINE PRIORITY ENCODER 　8-8編碼器

74LS151 8-CHANNEL DIGITAL MUX　　 8通道多路器

74LS153 DUAL 4-INPUT MUX　　　 雙四輸入多路器

74LS155 2-4 LINE DECODER　　　 2線至4線譯碼器

74LS156 2-4 LINE DECODER/DEMUX　　　2-4譯碼器

74LS157 QUAD 2-INPUT MUX　　　 四個雙端多路器

74LS158 2-1 LINE MUX　　　　　　　2-1線多路器

74LS160A BINARY COUNTER　　　　　二進制計數器

74LS161A BINARY COUNTER　　　　　二進制計數器

74LS162A BINARY COUNTER　　　　　二進制計數器

74LS163A DECADE COUNTERS　　　　 十進制計數器

74LS164 SERIAL-PARALLEL SHIFT REG　　串入并出

74LS168 BI-DIRECT BCD TO DECADE　　雙向計數器

74LS169 4BIT UP/DN BIN COUNTER 四位加減計數器

74LS173 TRI-STATE D FLIP-FLOP　　 三态D觸發器

74LS174 HEX D FLIP-FLOP W/CLEAR　　 六D觸發器

74LS175 HEX D FLIP-FLOP W/CLEAR　　 六D觸發器

74LS190 BINARY UP/DN COUNTER 二進制加減計數器

74LS191 DECADE UP/DN COUNTER 十進制加減計數器

74LS192 DECADE UP/DN COUNTER 十進制加減計數器

74LS193 BINARY UP/DN COUNTER 二進制加減計數器

74LS194A 4BIT BI-DIR SHIFT　4位雙向移位寄存器

74LS195A 4BIT PARALLEL SHIFT4位并行移位寄存器

74LS20 QUAD 4-INPUT NAND GATE　四個四入與非門

74LS21 4-INPUT AND GATE　　　　　四輸入端與門

74LS240 OCTAL 3-STATE BUFFER　 八個三态緩沖門

74LS244 OCTAL 3-STATE BUFFER　 八個三态緩沖門

74LS245 OCTAL 3-STATE TRANSCEIVER　三态收發器

74LS253 DUAL 4-CH 3-STATE MUX　　4路3态多路器

74LS256 4BIT ADDRESS LATCH　 四位可鎖存鎖存器

74LS257 QUAD 2-CH 3-STATE MUX　　4路3态多路器

74LS258 2-CH 3-STATE MUX　　　　 2路3态多路器

74LS27 TRIPLE 3-INPUT NOR GATES　三輸入或非門

74LS279 QUAD R-S LATCHES　　　 四個RS非鎖存器

74LS28 QUAD 2-INPUT NOR BUFFER 四雙端或非緩沖

74LS283 4BIT BINARY ADDER CARRY　　四位加法器

74LS30 8-INPUT NAND GATES　　　八輸入端與非門

74LS32 QUAD 2-INPUT OR GATES　　　 二輸入或門

74LS352 4-1 LINE SELECTOR/MUX 4-1線選擇多路器

74LS365 HEX 3-STATE BUFFER　　 六個三态緩沖門

74LS367 3-STATE BUFFER INVERTER　　緩沖反向器

74LS368A 3-STATE BUFFER INVERTER　 緩沖反向器

74LS373 OCT LATCH W/3-STATE OUT三态輸出鎖存器

74LS76 Dual JK Flip-Flop w/set　　2個JK觸發器

74LS379 QUAD PARALLEL REG　　　四個并行寄存器

74LS38 2-INPUT NAND GATE BUFFER　與非門緩沖器

74LS390 DUAL DECADE COUNTER　 2個10進制計數器

74LS393 DUAL BINARY COUNTER　　2個2進制計數器

74LS42 BCD TO DECIMAL　　　 BCD轉十進制譯碼器

74LS48 BCD-7 SEG　　　　　　　　BCD-7段譯碼器

74LS49 BCD-7 SEG　　　　　　　　BCD-7段譯碼器

74LS51 AND OR GATE INVERTER　　　　　與或非門

74LS540 OCT Buffer/Line Driver　8路緩沖驅動器

74LS541 OCT Buffer/LineDriver　 8路緩沖驅動器

74LS74 D-TYPE FLIP-FLOP　　　　　　 D型觸發器

74LS682 8BIT MAGNITUDE COMPARATOR　 8路比較器

74LS684 8BIT MAGNITUDE COMPARATOR　 8路比較器

74LS75 QUAD LATCHES　　　　　　　　　雙鎖存器

74LS83A 4BIT BINARY ADDER CARRY　　四位加法器

74LS85 4BIT MAGNITUDE COMPARAT　　4位判決電路

74LS86 2INPUT EXCLUSIVE OR GATE　 2輸入異或門

74LS90 DECADE/BINARY COUNTER　十/二進制計數器

74LS95B 4BIT RIGHT/LEFT SHIFT 4位左右移位寄存

74LS688 8BIT MAGNITUDE COMPARAT　 8位判決電路

74LS136 2-INPUT XOR GATE　　　　　2輸入異或門

74LS651 BUS TRANSCEIVERS　　　　　 總線收發器

74LS653 BUS TRANSCEIVERS　　　　　 總線收發器

74LS670 3-STATE 4-BY-4 REG　　　 3态4-4寄存器

74LS73A DUAL J-K FLIP-FLOP W/CLEAR 雙JK觸發器

TTL器件和CMOS器件的邏輯電平

分類:預設欄目

TTL器件和CMOS器件的邏輯電平

邏輯電平的一些概念

要了解邏輯電平的内容，首先要知道以下幾個概念的含義：

1：輸入高電平（Vih）： 保證邏輯門的輸入為高電平時所允許的最小輸入高電平，當輸入電平高于Vih時，則認為輸入電平為高電平。

2：輸入低電平（Vil）：保證邏輯門的輸入為低電平時所允許的最大輸入低電平，當輸入電平低于Vil時，則認為輸入電平為低電平。

3：輸出高電平（Voh）：保證邏輯門的輸出為高電平時的輸出電平的最小值，邏輯門的輸出為高電平時的電平值都必須大于此Voh。

4：輸出低電平（Vol）：保證邏輯門的輸出為低電平時的輸出電平的最大值，邏輯門的輸出為低電平時的電平值都必須小于此Vol。

5：閥值電平(Vt)： 數字電路晶片都存在一個門檻值電平，就是電路剛剛勉強能翻轉動作時的電平。它是一個界于Vil、Vih之間的電壓值，

對于CMOS電路的門檻值電平，基本上是二分之一的電源電壓值，但要保證穩定的輸出，則必須要求輸入高電平> Vih，輸入低電平對于一般

的邏輯電平，以上參數的關系如下：

Voh > Vih > Vt > Vil > Vol。

6：Ioh：邏輯門輸出為高電平時的負載電流（為拉電流）。

7：Iol：邏輯門輸出為低電平時的負載電流（為灌電流）。

8：Iih：邏輯門輸入為高電平時的電流（為灌電流）。

9：Iil：邏輯門輸入為低電平時的電流（為拉電流）。

門電路輸出極在內建單元内不接負載電阻而直接引出作為輸出端，這種形式的門稱為開路門。開路的TTL、CMOS、ECL門分别稱為集電極開

路（OC）、漏極開路（OD）、發射極開路（OE），使用時應審查是否接上拉電阻（OC、OD門）或下拉電阻（OE門），以及電阻阻值是否合

适。對于集電極開路（OC）門，其上拉電阻阻值RL應滿足下面條件：

（1）： RL < （VCC－Voh）/（n*Ioh＋m*Iih）

（2）：RL > （VCC－Vol）/（Iol＋m*Iil）

其中n：線與的開路門數；m：被驅動的輸入端數。

：常用的邏輯電平

·邏輯電平：有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL；RS232、RS422、LVDS等。

·其中TTL和CMOS的邏輯電平按典型電壓可分為四類：5V系列（5V TTL和5V CMOS）、3.3V系列，2.5V系列和1.8V系列。

·5V TTL和5V CMOS邏輯電平是通用的邏輯電平。

·3.3V及以下的邏輯電平被稱為低電壓邏輯電平，常用的為LVTTL電平。

·低電壓的邏輯電平還有2.5V和1.8V兩種。

·ECL/PECL和LVDS是差分輸入輸出。

·RS-422/485和RS-232是序列槽的接口标準，RS-422/485是差分輸入輸出，RS-232是單端輸入輸出。

5V TTL邏輯電平和5V CMOS邏輯電平是很通用的邏輯電平，注意他們的輸入輸出電平差别較大，在互連時要特别注意。

另外5V CMOS器件的邏輯電平參數與供電電壓有一定關系，一般情況下，Voh≥Vcc-0.2V，Vih≥0.7Vcc；Vol≤0.1V，Vil≤0.3Vcc；噪聲容限

較TTL電平高。

JEDEC組織在定義3.3V的邏輯電平标準時，定義了LVTTL和LVCMOS邏輯電平标準。

LVTTL邏輯電平标準的輸入輸出電平與5V TTL邏輯電平标準的輸入輸出電平很接近，進而給它們之間的互連帶來了友善。 LVTTL邏輯電平

定義的工作電壓範圍是3.0－3.6V。

LVCMOS邏輯電平标準是從5V CMOS邏輯電平關注移植過來的，是以它的Vih、Vil和Voh、Vol與工作電壓有關，其值如上圖所示。LVCMOS邏

輯電平定義的工作電壓範圍是2.7－3.6V。

5V的CMOS邏輯器件工作于3.3V時，其輸入輸出邏輯電平即為LVCMOS邏輯電平，它的Vih大約為0.7×VCC＝2.31V左右，由于此電平與LVTTL的

Voh（2.4V）之間的電壓差太小，使邏輯器件工作不穩定性增加，是以一般不推薦使用5V CMOS器件工作于3.3V電壓的工作方式。由于相同

的原因，使用LVCMOS輸入電平參數的3.3V邏輯器件也很少。

JEDEC組織為了加強在3.3V上各種邏輯器件的互連和3.3V與5V邏輯器件的互連，在參考LVCMOS和LVTTL邏輯電平标準的基礎上，又定義了一

種标準，其名稱即為3.3V邏輯電平标準，其參數如下：

3.3V邏輯電平标準的參數其實和LVTTL邏輯電平标準的參數差别不大，隻是它定義的Vol可以很低（0.2V），另外，它還定義了其Voh最高可

以到VCC-0.2V，是以3.3V邏輯電平标準可以包容LVCMOS的輸出電平。在實際使用當中，對LVTTL标準和3.3V邏輯電平标準并不太區分，某些

地方用LVTTL電平标準來替代3.3V邏輯電平标準，一般是可以的。

JEDEC組織還定義了2.5V邏輯電平标準，如上圖所示。另外，還有一種2.5V CMOS邏輯電平标準，它與上圖的2.5V邏輯電平标準差别不大，可

相容。

低電壓的邏輯電平還有1.8V、1.5V、1.2V的邏輯電平。

、TTL和CMOS邏輯器件

邏輯器件的分類方法有很多，下面以邏輯器件的功能、工藝特點和邏輯電平等方法來進行簡單描述。

：TTL和CMOS器件的功能分類

按功能進行劃分，邏輯器件可以大概分為以下幾類： 門電路和反相器、選擇器、譯碼器、計數器、寄存器、觸發器、鎖存器、緩沖驅動

器、收發器、總線開關、背闆驅動器等。

1：門電路和反相器

邏輯門主要有與門74X08、與非門74X00、或門74X32、或非門74X02、異或門74X86、反相器74X04等。

2：選擇器

選擇器主要有2-1、4-1、8-1選擇器74X157、74X153、74X151等。

3： 編/譯碼器

編/譯碼器主要有2/4、3/8和4/16譯碼器74X139、74X138、74X154等。

4：計數器

計數器主要有同步計數器74X161和異步計數器74X393等。

5：寄存器

寄存器主要有串-并移位寄存器74X164和并-串寄存器74X165等。

6：觸發器

觸發器主要有J-K觸發器、帶三态的D觸發器74X374、不帶三态的D觸發器74X74、施密特觸發器等。

7：鎖存器

鎖存器主要有D型鎖存器74X373、尋址鎖存器74X259等。

8：緩沖驅動器

緩沖驅動器主要有帶反向的緩沖驅動器74X240和不帶反向的緩沖驅動器74X244等。

9：收發器

收發器主要有寄存器收發器74X543、通用收發器74X245、總線收發器等。

10：總線開關

總線開關主要包括總線交換和通用總線器件等。

11：背闆驅動器

背闆驅動器主要包括TTL或LVTTL電平與GTL/GTL+（GTLP）或BTL之間的電平轉換器件。

：TTL和CMOS邏輯器件的工藝分類特點

按工藝特點進行劃分，邏輯器件可以分為Bipolar、CMOS、BiCMOS等工藝，其中包括器件系列有：

Bipolar（雙極）工藝的器件有： TTL、S、LS、AS、F、ALS。

CMOS工藝的器件有： HC、HCT、CD40000、ACL、FCT、LVC、LV、CBT、ALVC、AHC、AHCT、CBTLV、AVC、GTLP。

BiCMOS工藝的器件有： BCT、ABT、LVT、ALVT。

：TTL和CMOS邏輯器件的電平分類特點

TTL和CMOS的電平主要有以下幾種：5VTTL、5VCMOS（Vih≥0.7*Vcc，Vil≤0.3*Vcc）、3.3V電平、2.5V電平等。

5V的邏輯器件

5V器件包含TTL、S、LS、ALS、AS、HCT、HC、BCT、74F、ACT、AC、AHCT、AHC、ABT等系列器件

3.3V及以下的邏輯器件

包含LV的和V 系列及AHC和AC系列，主要有LV、AHC、AC、ALB、LVC、ALVC、LVT等系列器件。

具體情況可以參考下圖：

包含特殊功能的邏輯器件

A．總線保持功能（Bus hold）

由内部回報電路保持輸入端最後的确定狀态，防止因輸入端浮空的不确定而導緻器件振蕩自激損壞；輸入端無需外接上拉或下拉電阻，節

省PCB空間，降低了器件成本開銷和功耗，見圖6－3。ABT、LVT、ALVC、ALVCH、ALVTH、LVC、GTL系列器件有此功能。 命名特征為附加了

“H”如：74ABTH16244。

B．串聯阻尼電阻（series damping resistors）

輸出端加入串聯阻尼電阻可以限流，有助于降低信号上沖/下沖噪聲，消除線路振鈴，改善信号品質。如圖6－4所示。具有此特征的ABT、

LVC、LVT、ALVC系列器件在命名中加入了“2”或“R”以示差別，如ABT162245，ALVCHR162245。對于單向驅動器件，串聯電阻加在其輸出端，

命名如SN74LVC2244；對于雙向的收發器件，串聯電阻加在兩邊的輸出端，命名如SN74LVCR2245。

C．上電/掉電三态（PU3S，Power up/power down 3-state）

即熱拔插性能。上電/掉電時器件輸出端為三态，Vcc閥值為2.1V；應用于熱拔插器件/闆卡産品，確定拔插狀态時輸出資料的完整性。多

數ABT、LVC、LVT、LVTH系列器件有此特征。

D．ABT 器件（Advanced BiCMOS Technology）

結合了CMOS器件(如HC/HCT、LV/LVC、ALVC、AHC/AHCT)的高輸入阻抗特性和雙極性器件(Bipolar，如TTL、LS、AS、ALS)輸出驅動能力強

的特點。包括ABT、LVT、ALVT等系列器件，應用于低電壓，低靜态功耗環境。

E．Vcc/GND對稱分布

16位Widebus器件的重要特征，對稱配置引腳，有利于改善噪聲性能。AHC/AHCT、AVT、AC/ACT、CBT、LVT、ALVC、LVC、ALB系列16位

Widebus器件有此特征。

F．分離軌器件（Split-rail）

即雙電源器件，具有兩種電源輸入引腳VccA和VccB，可分别接5V或3.3V電源電壓。如ALVC164245、LVC4245等，命名特征為附加了“4”。

邏輯器件的使用指南

1：多餘不用輸入管腳的處理

在多數情況下，內建電路晶片的管腳不會全部被使用。例如74ABT16244系列器件最多可以使用16路I/O管腳，但實際上通常不會全部使

用，這樣就會存在懸空端子。所有數字邏輯器件的無用端子必須連接配接到一個高電平或低電平，以防止電流漂移（具有總線保持功能的器

件無需處理不用輸入管腳）。究竟上拉還是下拉由實際器件在何種方式下功耗最低确定。 244、16244經測試在接高電平時靜态功耗較小

，而接地時靜态功耗較大，故建議其無用端子處理以通過電阻接電源為好，電阻值推薦為1～10K。

2：選擇闆内驅動器件的驅動能力，速度，不能盲目追求大驅動能力和高速的器件，應該選擇能夠滿足設計要求，同時有一定的餘量的器

件，這樣可以減少信号過沖，改善信号品質。 并且在設計時必須考慮信号比對。

3：在對驅動能力和速度要求較高的場合，如高速總線型信号線，可使用ABT、LVT系列。闆間接口選擇ABT16244/245或LVTH16244/245，并

在主機闆兩端比對，在不影響速度的條件下與主機闆接口盡量串阻，以抑制過沖、保護器件，典型電阻值為10- 200Ω左右，另外，也可以使用

并接二級管來進行處理，效果也不錯，如1N4148等（抗沖擊較好）。

4：在總線達到産生傳輸線效應的長度後，應考慮對傳輸線進行比對，一般采用的方式有始端比對、終端比對等。

始端比對是在晶片的輸出端串接電阻，目的是防止信号畸變和地彈反射，特别當總線要透過接插件時，尤其須做始端比對。 内部帶串聯阻

尼電阻的器件相當于始端比對，由于其阻值固定，無法根據實際情況進行調整，在多數場合對于改善信号品質收效不大，故此不建議推薦

使用。始端比對推薦電阻值為10～51 Ω，在實際使用中可根據IBIS模型模拟仿真确定其具體值。

由于終端比對網絡加重了總線負載，是以不應該因為比對而使Buffer的實際驅動電流大于驅動器件所能提供的最大Source、Sink電流值。

應選擇正确的終端比對網絡，使總線即使在沒有任何驅動源時，其線電壓仍能保持在穩定的高電平。

5：要注意高速驅動器件的電源濾波。如ABT、LVT系列晶片在布線時，建議在晶片的四組電源引腳附近分别接0.1 μ或0.01 μ電容。

6：可程式設計器件任何電源引腳、地線引腳均不能懸空；在每個可程式設計器件的電源和地間要并接0.1uF的去耦電容，去耦電容盡量靠近電源引

腳，并與地形成盡可能小的環路。

7：收發總線需有上拉電阻或上下拉電阻，保證總線浮空時能處于一個有效電平，以減小功耗和幹擾。

8：373/374/273等器件為工作可靠，鎖存時鐘輸入建議串入10－200歐電阻。

9：時鐘、複位等引腳輸入往往要求較高電平，必要時可上拉電阻。

10：注意不同系列器件是否有帶電插拔功能及應用設計中的注意事項，在設計帶電插拔電路時請參考公司的《單闆帶電插拔設計規範》。

11：注意電平接口的相容性。 選用器件時要注意電平信号類型，對于有不同邏輯電平互連的情況，請遵守本規範的相應的章節的具體要

求。

12： 在器件工作過程中，為保證器件安全運作，器件引腳上的電壓及電流應嚴格控制在器件手冊指定的範圍内。邏輯器件的工作電壓不

要超出它所允許的範圍。

13：邏輯器件的輸入信号不要超過它所能允許的電壓輸入範圍，不然可能會導緻晶片性能下降甚至損壞邏輯器件。

14：對開關量輸入應串電阻，以避免過壓損壞。

15：對于帶有緩沖器的器件不要用于線性電路，如放大器。

、TTL、CMOS器件的互連

：器件的互連總則

在公司産品的某些單闆上，有時需要在某些邏輯電平的器件之間進行互連。在不同邏輯電平器件之間進行互連時主要考慮以下幾點：

1：電平關系，必須保證在各自的電平範圍内工作，否則，不能滿足正常邏輯功能，嚴重時會燒毀晶片。

2：驅動能力，必須根據器件的特性參數仔細考慮，計算和試驗，否則很可能造成隐患，在電源波動，受到幹擾時系統就會崩潰。

3：時延特性，在高速信号進行邏輯電平轉換時，會帶來較大的延時，設計時一定要充分考慮其容限。

4：選用電平轉換邏輯晶片時應慎重考慮，反複對比。通常邏輯電平轉換晶片為通用轉換晶片，可靠性高，設計友善，簡化了電路，但對

于具體的設計電路一定要考慮以上三種情況，合理選用。

對于數字電路來說，各種器件所需的輸入電流、輸出驅動電流不同，為了驅動大電流器件、遠距離傳輸、同時驅動多個器件，都需要審查

電流驅動能力：輸出電流應大于負載所需輸入電流；另一方面，TTL、CMOS、ECL等輸入、輸出電平标準不一緻，同時采用上述多種器件時

應考慮電平之間的轉換問題。

我們在電路設計中經常遇到不同的邏輯電平之間的互連，不同的互連方法對電路造成以下影響：

·對邏輯電平的影響。應保證合格的噪聲容限（Vohmin－Vihmin≥0.4V，Vilmax－Volmax ≥0.4V)，并且輸出電壓不超過輸入電壓允許範圍。

·對上升/下降時間的影響。應保證Tplh和Tphl滿足電路時序關系的要求和EMC的要求。

·對電壓過沖的影響。過沖不應超出器件允許電壓絕對最大值，否則有可能導緻器件損壞。

TTL和CMOS的邏輯電平關系如下圖所示：

圖4－1： TTL和CMOS的邏輯電平關系圖

圖4－2：低電壓邏輯電平标準

3.3V的邏輯電平标準如前面所述有三種，實際的3.3V TTL/CMOS邏輯器件的輸入電平參數一般都使用LVTTL或3.3V邏輯電平标準（一般很少

使用LVCMOS輸入電平），輸出電平參數在小電流負載時高低電平可分别接近電源電壓和地電平（類似LVCMOS輸出電平），在大電流負載時

輸出電平參數則接近LVTTL電平參數，是以輸出電平參數也可歸入3.3V邏輯電平，另外，一些公司的手冊中将其歸納如LVTTL的輸出邏輯電

平，也可以。

在下面讨論邏輯電平的互連時，對3.3V TTL/CMOS的邏輯電平，我們就指的是3.3V邏輯電平或LVTTL邏輯電平。

常用的TTL和CMOS邏輯電平分類有：5V TTL、5V CMOS、3.3V TTL/CMOS、3.3V/5V Tol.、和OC/OD門。

其中：

3.3V/5V Tol.是指輸入是3.3V邏輯電平，但可以忍受5V電壓的信号輸入。

3.3V TTL/CMOS邏輯電平表示不能輸入5V信号的邏輯電平，否則會出問題。

注意某些5V的CMOS邏輯器件，它也可以工作于3.3V的電壓，但它與真正的3.3V器件（是LVTTL邏輯電平）不同，比如其VIH是2.31V（＝

0.7×3.3V，工作于3.3V）（其實是LVCMOS邏輯輸入電平），而不是2.0V，因而與真正的3.3V器件互連時工作不太可靠，使用時要特别注

意，在設計時最好不要采用這類工作方式。

值得注意的是有些器件有單獨的輸入或輸出電壓管腳，此管腳接3.3V的電壓時，器件的輸入或輸出邏輯電平為3.3V的邏輯電平信号，而

當它接5V電壓時，輸入或輸出的邏輯電平為5V的邏輯電平信号，此時應該按該管腳上接的電壓的值來确定輸入和輸出的邏輯電平屬于哪種

分類。

對于可程式設計器件（EPLD和FPGA）的互連也要根據器件本身的特點并參考本章節的内容進行處理。

以上5種邏輯電平類型之間的驅動關系如下表：

輸入

5V TTL 3.3V /5V Tol. 3.3V TTL/CMOS 5V CMOS

輸出 5V TTL √ √ ?/FONT> ?/FONT>

3.3V TTL/CMOS √ √ √ ?/FONT>

5V CMOS √ √ ?/FONT> √

OC/OD 上拉 上拉 上拉 上拉

上表中打鈎（√）的表示邏輯電平直接互連沒有問題，打星号（?/FONT>）的表示要做特别處理。

對于打星号（?/FONT>）的邏輯電平的互連情況，具體見後面說明。

一般對于高邏輯電平驅動低邏輯電平的情況如簡單處理估計可以通過串接10－1K歐的電阻來實作，具體阻值可以通過試驗确定，如為

可靠起見，可參考後面推薦的接法。

從上表可看出OC/OD輸出加上拉電阻可以驅動所有邏輯電平，5V TTL和3.3V /5V Tol.可以被所有邏輯電平驅動。是以如果您的可程式設計

邏輯器件有富裕的管腳，優先使用其OC/OD輸出加上拉電阻實作邏輯電平轉換；其次才用以下專門的邏輯器件轉換。

對于其他的不能直接互連的邏輯電平，可用下列邏輯器件進行處理，詳細見後面5.2到5.5節。

TI的AHCT系列器件為5V TTL輸入、5V CMOS輸出。

TI的LVC/LVT系列器件為TTL/CMOS邏輯電平輸入、3.3V TTL（LVTTL）輸出，也可以用雙軌器件替代。

注意：不是所有的LVC/LVT系列器件都能夠運作5V TTL/CMOS輸入，一般隻有帶字尾A的和LVCH/LVTH系列的可以，具體可以參考其器件

手冊。

：5V TTL門作驅動源

·驅動3.3V TTL/CMOS

通過LVC/LVT系列器件（為TTL/CMOS邏輯電平輸入，LVTTL邏輯電平輸出）進行轉換。

·驅動5V CMOS

可以使用上拉5V電阻的方式解決，或者使用AHCT系列器件（為5V TTL輸入、5V CMOS輸出）進行轉換。

：3.3V TTL/CMOS門作驅動源

·驅動5V CMOS

使用AHCT系列器件（為5V TTL輸入、5V CMOS輸出）進行轉換（3.3V TTL電平（LVTTL）與5V TTL電平可以互連）。

：5V CMOS門作驅動源

·驅動3.3V TTL/CMOS

通過LVC/LVT器件（輸入是TTL/CMOS邏輯電平，輸出是LVTTL邏輯電平）進行轉換。

：2.5V CMOS邏輯電平的互連

随着晶片技術的發展，未來使用2.5V電壓的晶片和邏輯器件也會越來越多，這裡簡單談一下2.5V邏輯電平與其他電平的互連，主要是

談一下2.5V邏輯電平與3.3V邏輯電平的互連。（注意：對于某些晶片，由于采用了優化設計，它的2.5V管腳的邏輯電平可以和3.3V的

邏輯電平互連，此時就不需要再進行邏輯電平的轉換了。）

1：3.3V TTL/CMOS邏輯電平驅動2.5V CMOS邏輯電平

2.5V的邏輯器件有LV、LVC、AVC、ALVT、ALVC等系列，其中前面四種系列器件工作在2.5V時可以容忍3.3V的電平信号輸入，而ALVC不行

，是以可以使用LV、LVC、AVC、ALVT系列器件來進行3.3V TTL/CMOS邏輯電平到2.5V CMOS邏輯電平的轉換。

2：2.5V CMOS邏輯電平驅動3.3V TTL/CMOS邏輯電平

2.5V CMOS邏輯電平的VOH為2.0V，而3.3V TTL/CMOS的邏輯電平的VIH也為2.0V，是以直接互連的話可能會出問題（除非3.3V的晶片本

身的VIH參數明确降低了）。此時可以使用雙軌器件SN74LVCC3245A來進行2.5V邏輯電平到3.3V邏輯電平的轉換，另外，使用OC/OD們