在我的职业生涯中,我经常遇到低电平有效的信号(最常见的是复位)。我什至见过所有控制信号都处于低电平的接口。
对我来说,这是非常不直观和令人困惑的。为什么需要主动使用低电平?它仅仅是历史性的,还是有实际的门数/功率问题来解释它?
在我的职业生涯中,我经常遇到低电平有效的信号(最常见的是复位)。我什至见过所有控制信号都处于低电平的接口。
对我来说,这是非常不直观和令人困惑的。为什么需要主动使用低电平?它仅仅是历史性的,还是有实际的门数/功率问题来解释它?
在历史数字设计中,只要使用低电平有效信号可以减少设计中的门数,从而降低电路成本,就会使用低电平有效信号。我可以想象它在 IC 设计中比在离散逻辑中更常见,因为所有逻辑本质上都是由反相 (NAND) 门构建的,但我个人在该领域没有经验。
今天很少需要这种级别的优化,或者至少它是由综合工具自动完成的,因此对设计人员来说是透明的。正如您所注意到的,只有少数情况下仍然很常见低电平有效信号。
低电平有效信号用于复位和中断等功能的一个优点是,只需使用集电极开路输出,就可以很容易地为低电平有效信号创建“有线或”逻辑。
也就是说,如果有几个不同的电路需要能够导致复位或中断,它们中的每一个都可以简单地将集电极开路输出连接到 ~RESET 或 ~INT 线。然后,它们中的任何一个都可以将线路拉低并引起适当的响应,而无需任何额外的逻辑来组合信号。
在 TTL 等逻辑系列中,开路端子被解释为高电平,因为它依赖于电流吸收逻辑来检测逻辑零输入。
设计一个低电平有效的引脚可确保当且仅当应用有意的逻辑状态时它才能正常工作,即。以避免模棱两可的浮动输入条件。
此外,在这个问题中已经回答了 RESET 的特殊情况。
低电平有效的主要优点是安全。
它在 C&I 世界中广泛用于丢失信号将是毁灭性的情况。一个例子是锅炉的水位低,另一个是紧急停止,另一个是燃油压力低。如果发生这些事件之一,则必须停止机器。
如果系统使用高电平有效,并且仪器损坏或信号电缆损坏,控制器永远不会知道有问题。如果系统使用低电平有效,并且仪器损坏或信号电缆损坏,系统将以与激活仪器相同的方式响应。
在某些逻辑系列中,低电平有效信号更能容忍噪声,尤其是旧的 TTL。
高 TTL 信号的输出必须至少为 2.8V,并且可以低至 2.0V。这就为电压降和噪声留出了 0.8V 的余量。并且可以为 5V 电源添加一个上拉电阻以获得额外的余量。
低 TTL 信号的输出电压不得超过 0.4V,输入电压可以高达 0.8V。这样就只为电压降和噪声留出了 0.4V 的余量。
您可以使用任一级别来表示任一逻辑状态。但是,为信号将花费最多时间的状态选择最耐噪声的级别是有意义的。
许多信号几乎所有时间都处于非活动状态。因此,明智的做法是使用易受噪声影响的低电平来表示不常出现的活动状态,而使用更不受噪声影响的高电平来表示经常出现的非活动状态。