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上升沿、下降沿、低電平、高電平是數電電路世界裡常用的名稱
在數位電路的世界裡只有“1”和“0”,“1”我們可以理解為高,“0”我們可以理解為低,“1”轉換為“0”的過程可以理解為下降,“0”轉換為“1”的過程可以理解為上升
低電平、高電平在數位電路中,透過控制電晶體的開和關來實現“1”和“0”的狀態。比如在3V電壓的數位電路中,一般低於0.5V的電壓認為為低電平,高於2.5V的電壓認為是高電平。我們在設計邏輯介面電路時需要注意電平的可靠性,千萬不要產生臨界值,以免資料通訊出錯。
高、低電平的轉換可以透過控制三極體通斷來實現,如下圖電路,DR輸入為高電平時,三極體Q5導通,OUT為低電平;DR輸入為低電平時,三極體Q5截止,OUT為高電平。
上升沿、下降沿在數字邏輯電路中,我們把電平的變化過程稱為沿,由低電平轉變高電平的時候就會產上升沿,由高電平轉變低電平的時候就會產下降沿。比如,原來電路輸出訊號是“0”,現在把輸出訊號改變為“1”,就會產生一個上升沿了;同理,原來電路輸出訊號是“1”,現在把輸出訊號改變為“0”,就會產生一個下降沿了。
在資料通訊介面中,往往是在上升沿或者下降沿的時候開始。所以,學會捕捉上升沿和下降沿訊號是非常重要的。比如在IIC通訊中,主機需要先把時鐘訊號拉低,發起開始訊號。
上升沿、下降沿、低電平和高電平是數字電路里經常用到的術語,理解起來並不難,下面講解一下。
1.什麼是高電平、低電平在數位電路中,把電壓的高和低,用邏輯電平來表示。而邏輯電平只有高電平和低電平兩種狀態。不用器件所遵循的高低電平的定義也是不一樣的。如TTL電路中,把大於3.0V的電壓規定為邏輯高電平,用數字1表示;把小於0.5伏的電壓規定為邏輯低電平,用數字0表示。
CMOS電路中,電源比TTL要高,約為12V,CMOS的高電平接近12V,低電平接近0V,並且噪聲容限比較高。
2.什麼是上升沿、下降沿上升沿和下降沿,強調的“沿”。所謂上升沿,就是由低電平向高電平轉變的過程,這個過程的時間非常短,時間越短這個邊沿就越陡,時間越長這個邊沿就越緩。所謂下降沿,就是由高電平向低電平轉變的過程,這個過程的時間非常短,時間越短這個邊沿就越陡,時間越長這個邊沿就越緩。上升沿和下降沿的表示圖如下所示:
上升沿和下降沿在使用可程式設計器件時經常遇到,器件的時序圖也會經常提到上升沿和下降沿,因為很多晶片的資料寫入和讀出都是在時鐘訊號的邊沿發生的。