第10次课-数字集成电路的接口

PAGEPAGE3河北科技大学教案用纸第10次课2学时上次课复习：数字集成电路的工作特性本次课题（或教材章节题目）：第五章数字集成电路5.2数字集成电路的接口设计教学要求：掌握数字集成电路的接口设计方法重点：数字集成电路的接口要求难点：数字集成电路的接口设计方法教学手段及教具：课堂讲授讲授内容及时间分配：5.2.1相同类型数字集成电路的接口设计5.2.2不同类型数字集成电路的接口设计5.2.3数字集成电路与的分立元件接口设计课后作业参考资料《电子电路设计与实践》姚福安编著，山东科学技术出版社。《电子线路设计指导》李银华编著，北京航空航天大学出版社。注：本页为每次课教案首页河北科技大学教案用纸第五章数字集成电路5.2数字集成电路的接口设计在数字集成电路的接口设计中，涉及相同类型的数字集成电路、不同类型的数字集成电路以及数字集成电路与分立元件或模拟电路连接的问题。5.2.1相同类型数字集成电路的接口设计相同类型数字集成电路的接口设计比较简单，通常是在相同的工作电压下相互连接，此时只要注意扇出系数即可。相同类型数字电路的扇出系数都比较大，例如74LS系列逻辑电路为20、CD4000和74HC系列逻辑电路都在50以上（理论上可以成千上万）。5.2.2不同类型数字集成电路的接口设计1.74LS与CD4000系列逻辑电路的接口（1）VCC与VDD相同时（＋5V）①74LS驱动CD4000系列加上拉电阻。1k～10k。②CD4000驱动74LS系列的限制受VOL的限制，只能驱动一个LSTTL负载。可以并联驱动门、CD4049/50驱动器（VOL＝3.2mA）或增加LSTTL缓冲门。（2）VCC与VDD不同时①74LS驱动CD4000系列采用OC门加上拉电阻（74LS06、74LS07）；专用电平转换驱动器CD40109；三极管电平转换器。②CD4000驱动74LS系列三极管电平转换器。2.74LS与74HC系列逻辑电路的接口74LS与74HC系列逻辑电路一般是在VCC相同的条件下连接的。①74LS驱动74HC系列主要是高电平输出电压幅度不足的问题。可外接上拉电阻解决。②74HC驱动74LS系列主要是低电平输出电流不足的问题。减少负载门的数量（降低扇出系数，≤10）。3.74HC与CD4000系列逻辑电路的接口（1）VCC与VDD相同时可以直接连接。注意工作频率的差异。（2）VCC与VDD不同时，需要电平转换电路，参见74LS与CD4000系列逻辑电路接口的相关内容。同样注意工作频率的差异。5.2.3数字集成电路与的分立元件接口设计1.74LS系列逻辑电路与三极管的接口①NPN三极管接口。VOH与R4有关。负载电压可以大于VCC。应用广泛。②PNP三极管接口。VOH不足影响三极管的关断问题。VOL一般可以满足要求。负载电压可以小于VCC。2.74HC系列逻辑电路与三极管的接口①NPN三极管接口。VOH更高，但仍与R4有关。②PNP三极管接口。不存在三极管的关断问题，可以去掉R10。VOL一般可以满足要求。3.CD4000系列逻辑电路与三极管的接口与74HC系列电路相同，但驱动电流较小，VOH和VOL随驱动电流的大小变化很大。4.89C51系列单片机与三极管的接口①VOH和VOL幅度与74HC系列电路相同。②IOH很小，甚至不足以驱动NPN三极管。需要增加驱动电阻（如左图）。P1.0低电平时，R9的电流不能超过IOL（1