3V与5V混合系统中逻辑器接口问题解决办法

　　5V TTL输出驱动3V TTL输入；

　　3V输出驱动5V TTL输入；

　　5V CMOS输出驱动3V TTL输入；

　　3V输出驱动5V CMOS输入。

　　（1）通常，5V TTL器件可以驱动3V TTL输入，因为典型双极晶体管的输出并不能达到电源电压幅度。当一个5V器件的输出为高电平时，内部压降限制了输出电压。典型情况是Vcc-2VBE，即约3.6V。这样工作通常不会引起5V电源的电流流向3V电源。但是，因为驱动器结构会有所不同，因此必须控制驱动器的输出不宜超过3.6V以防万一。

　　（2）用3V器件驱动5V TTL的输入端应当是没有困难的。不管是CMOS或biCMOS器件，3V器件实际上能输出3V摆幅的电压。对5V TTL输入的高电平2V门限是容易满足的。

　　（3）当用5V CMOS器件来驱动3V TTL输入时，必须小心选择。要选用的3V接收器件应具有5V的容限。

　　（4）前面曾谈到3V输出可以驱动5V TTL器件输入，但要注意对5V CMOS器件的输入来说情况却大不一样。应该记住3V输出是不能可靠地驱动5V CMOS输入的。在最坏的情况下，当Vcc=5.5V时所要求的VIH至少是3.85V，而3V器件是不能达到的。

　　5 两种电平移位器件

　　上面讨论了不同电平器件接口的4种情况，那么对于第4种情况该怎么办？这里介绍两种电平移位器件可以解决类似问题。

　　（1）双电源电平移位器74LVC4245

　　74LVC4245是一种双电源的电平移位器，如图8所示。5V端用5V电源作为Vcc，而3V端则用3V作为Vcc。它的功能类似于常用的收发器74LVC245，所不同的是用两个电源而不是一个电源。

　　74LVC4245的电平移位在其内部进行。双电源能保证两边端口的输出摆幅部能达到满电源幅值，并且有很好的噪声抑制性能。因此该器件用来驱动5V CMOS器件的输入是很理想的。它的缺点是增加了功耗。

　　图8 74LVC4245电平移位器

　　较为简单的一种电平移位器件是74LVC07。它使用一个漏极开路缓冲器去驱动5V CMOS器件的输入，如图9所示。它的输出端由一个上拉电阻R接到5V电源。

　　图9 74LVC07电平移位器

　　6 结论

　　5V器件能和3V甚至更低电压的器件共存于一个系统中。这种情况已经存在并将存在相当长的时间。在设计这种系统时要分析其中逻辑器件的接口问题。其关键是理解和运用以上讨论的基本概念以保证所设计的电路在不同电压器件间数据传输的可靠性。