硬件工程师手册2

在负载端并联一个RC,电容值的选取一定要非常小心,它的值必须大得能够吸收传输波的能量,但又一定要小得不会损害信号的上升时间,通常用小于50PF的电容。电阻值R L大约等于Z T(几十欧姆左右)。
并接R L方式对时钟线来说很少采用,对信号的上升时间损害较大,但它没有DC功耗,能够消除长线的反射。
总的来说,终端匹配技术,常用来防止电压反射,减小上冲和下冲,防止时钟错误和损害片子。对一个系统来说,可选的终端匹配技术有很多,但要确保终端元件尽量靠近源端(串阻)或靠近负载端(并接RC),这样可以减小诱导电感,使匹配有效。
§3.4.6  接口驱动及支持芯片
这里所说的接口主要是指总线(地址总线,数据总线等),从驱动能力和速度上综合考虑,对地址总线、控制总线和时钟信号等统一采用TI公司的74AC16244;对双向的数据总线采用TI公司的74AC16245。2mc
禁止选用74FCT16244或74FCT16245系列芯片。
§3.4.7  复位电路
复位电路采用AD公司的复位电路芯片ADM708,常用电路如下:
图一常用的复位电路
/MR为复位信号输入端,低电平有效。它可以直接和手动复位开关相连,也可以接由逻辑电路产生的软复位信号,或二者的组合。
§3.4.8  Watchdog电路
根据清除Watchdog方法的不同,常用到两种Watchdog电路。
1)利用并行口某一位对Watchdog进行清除,电路原理如下:
74393/A
图二  Watchdog电路一
这种电路的特点是对Watchdog不能进行开、关,CTL脚为高或为低电平超过一定时间就会引起Watchdog触发,避免了因CPU死机Watchdog造成被长期清除的现象。
2)Watchdog占用CPU的地址空间,电路原理如下:
74139/A
图三  Watchdog电路二
这种电路的特点是对Watchdog可以灵活地进行开、关。并且只要Watchdog打开,如果没有定时清Watchdog,就一定会造成Watchdog触发,不会出现Watchdog无法触发的现象。
§3.4.9  单板调试端口设计及常用仪器
1) 常用的单板调试端口:
A、异步串口:通过RS232口和PC机相连,利用软件debug进行调试;
B、80口:实际是ISA总线的扩展板,板上有LED(占用CPU I/O地址80H),
可将简单调试信息显示出来。
2)  常用仪器:
A、仿真器:8031仿真器,80186/188仿真器,80386EX仿真器,68360
仿真器。
B、调试仪器:逻辑分析仪、示波器、万用表、波形涵数发生器、协议分析
仪。
发光墙
第五节逻辑电平设计与转换
§3.5.1  TTL、ECL、PECL、CMOS标准
随着电路工艺和制造技术的不断改进,单板集成电路的集成度将越来越高,功能将更趋完善,这是集成电路工业发展的必然趋势。
为帮助设计人员对各种设计应用选择最佳的逻辑系列,本章将提供三种主要逻辑系列的特性以及有关的资料。同时,阐述设计数字电路的步骤和有关问题。
一  逻辑系列的类型
集成电路工艺虽有多种,但占据主导地位的是TTL逻辑(晶体管-晶体管逻辑)、CMOS 逻辑(互补金属氧化物半导体逻辑)、和ECL逻辑(发射极耦合)。
1  TTL工艺
汽车安全带卡扣由于TTL集成电路妥善地处理了速度与功耗之间的矛盾,所以自从1964年德克萨斯仪器公司投产以来,已得到了广泛的认可,并成为最流行的集成电路系列。
除了标准的TTL系列之外,整个系列还包括低功耗TTL、高速TTL、高速肖特基TTL(S -TTL)、低功耗肖特基TTL(LS-TTL)、改进的肖特基TTL(AS-TTL),和改进的低功耗肖特基TTL(ALS-TTL)。全部TTL系列采用相同的基本电路结构,因此,它们之间是兼容的。
每个子系列均体现了速度与功耗之间的综合平衡。由于速度与功耗的乘积近似为一个常数,因此为了提高速度必须增加功耗,反之亦然。这是因为要达到较高的速度和较低的传输延迟,必须降低电路的电阻值。而电阻值的降低,意味着功耗的增加。
只有改善速度-功耗曲线才能进一步提高性能,这就要求改进电路的设计。采用肖特基箝位二极管,基本上阻止了电路中晶体三极管进入饱和状态,可降低晶体管的存贮时间。这样,虽提高了速度,却没有增加功耗,因此,肖特基系列具有更吸引人的性能。
TTL系列的工作范围有两种,如下表所示:
系列 温度范围 电源范围 军用 54XX -55~+125℃ +4.5V DC~~+5.5V DC
工业用 74XX 0~+70℃ +4.75V DC~5.25V DC
2  CMOS工艺
分界开关控制器
互补对称金属氧化物半导体逻辑(CMOS逻辑)很受设计人员的欢迎,这是因为它的功耗低,且能在宽的电源电压范围内可靠地工作。一个CMOS器件是由两种金属-氧化物半导体(MOS)门制成的。一个是N沟道门,另一个是P沟道门。两个门的连接方法给出了该器件的命名(互补-对称金属-氧化物半导体)。
CMOS门无论在1状态或在0状态,均没有电流通过它,这是其独特的性质。因此,CMOS 门只有在状态转换过程之中,电源才会消耗。可见,其功耗与门的转换频率成正比。
CMOS系列为其特有的低功耗所付出的代价,是较低的工作速度。正像全部MOS集成电路一样,早期的CMOS最高工作频率为7MHz,即仅适合中低速应用。现在已有74HC高速CMOS 系列,其工作速度与TTL系列相当,因此目前使用范围也十分广阔。
CMOS逻辑一般的工作范围也有两种。以RCA DC4000A系列为例,两种范围如下表所示:
辊道窑温度范围 电源范围移动折叠屏风
陶瓷封装 塑料封装 -55~+125℃
40~+85℃
+3V DC~+12V DC
+3V DC~+12V DC

本文发布于:2024-09-22 16:46:43,感谢您对本站的认可!

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