游戏网站首页设计,国际上比较认可的邮箱,网上医疗和医院网站建设制作,网站开发公司团队优势在我们电路设计中#xff0c;常常会遇到通信电平转换的问题#xff0c;在应用电平转换的措施之前还需要判断进行电平转换的必要性。 如果你是用的是3.3V器件作为输出#xff0c;而5V器件作为接收#xff0c;那么这种低电平输出不会损坏器件#xff0c;而且大部分3.3V器件输…在我们电路设计中常常会遇到通信电平转换的问题在应用电平转换的措施之前还需要判断进行电平转换的必要性。 如果你是用的是3.3V器件作为输出而5V器件作为接收那么这种低电平输出不会损坏器件而且大部分3.3V器件输出高电平的时候也能够满足5V器件的高电平输入标准这时候你就不需要电平转换。唯一需要注意的是如果外部5V器件需要从3.3V设备取电流的话你需要查阅数据手册上对于接口拉电流的最大值。有需要的话增加缓冲器件如74HC245。 如果反过来想要使用5V输出的器件驱动3.3V的外设的话你就需要考虑电平转换器件的必要性了。但有些3.3V的芯片在设计中已经被设计为可容忍5V输入了。这样的芯片就可以直接使用5V的主控来直接驱动最经典的一个例子就是74LVC系列芯片。 CMOS器件对于高低电平的判断标准并不是一个具体值而是基于电源电压的百分比。一般来说CMOS器件的高电平标准应大于0.7倍的电源电压也就是说用5V供电时高电平的标准将为3.5V这就会导致3.3V标准下的高电平无法触发。但是这也不是绝对的部分器件可以在3.3V电平标准下正常工作即使标称的正常工作电压是5V。对于这种问题最好还是使用写明了可以兼容3.3V电平标准的器件。 而TTL器件来说工作在5V电压下时其高电平判断的标准是确定的2V。这也是为什么单向使用TTL器件的时候能够正常判断电平高低的原因。
现在我们就介绍几种常用的通信电平转换的方案 1晶体管上拉电阻法
就是一个双极型三极管或 MOSFETC/D极接一个上拉电阻到正电源输入电平很灵活输出电平大致就是正电源电平。
2OC/OD 器件上拉电阻法
利用OC或者OD门电路这样集电极或者漏极都可以通过一个电阻上拉到一个新的VCC其基极或者栅极就可以连接另外一个VCC这样也就实现了3.3V控制5V的电平信号输出。注意这里需要选择好上拉电阻阻值还要考虑MCUIO的驱动能力。这类电路大部分运用在输出电路上的电平转换电路。 374xHCT系列芯片升压 3.3V→5V 凡是输入与 5V TTL 电平兼容的 5V CMOS 器件都可以用作 3.3V→5V 电平转换。 ——这是由于 3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容巧合而 CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如 74xHCTHCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/。。。 系列 那个字母 T 就表示 TTL 兼容。 4专用电平转换芯片 利用特定的电平转换芯片将3.3V和5V进行转换。例如74LVC4245A74ALVC164245这两款芯片用的比较多。它存在5V VCCA和3.3V VCCB2个电源管脚这样就可以实现5V和3.3V的转换了同时DIR控制数据方向这样也实现了3.3V到5V,和5V到3.3V的两个方向转换。另外74LVC4245A还可以增加MCUIO的电流驱动能力。我在设计中如果需要的话会首选这个芯片。74ALVC164245是16Bit功能和74LVC4245A差不多。 5电阻分压法
最简单的降低电平的方法。5V电平经1.6k3.3k电阻分压就是3.3V。 6限流电阻法
如果嫌上面的两个电阻太多有时还可以只串联一个限流电阻。某些芯片虽然原则上不允许输入电平超过电源但只要串联一个限流电阻保证输入保护电流不超过极限如 74HC 系列为 20mA仍然是安全的。 最后这里介绍一个简单的可以实现两个电平的相互转换的经典电路。 上图中,S1S2为两个信号端,VCC_S1和VCC_S2为这两个信号的高电平电压.另外限制条件为: 1VCC_S1VCC_S2. 2S1的低电平门限大于0.7V左右(视NMOS内的二极管压降而定). 3VgsVCC_S1. 4VdsVCC_S2 对于3.3V和5V/12V等电路的相互转换,NMOS管选择AP2306即可原理比较简单。 如下图MOS-N 场效应管 双向电平转换电路-- 适用于低频信号电平转换的简单应用。 如上图所示电路双向传输原理
为了方便讲述定义 3.3V 为 A 端5.0V 为 B 端。
A端输出低电平时0V MOS管导通B端输出是低电平0V
A端输出高电平时3.3VMOS管截至B端输出是高电平5V
A端输出高阻时OC MOS管截至B端输出是高电平5V
B端输出低电平时0V MOS管内的二极管导通从而使MOS管导通A端输出是低电平0V
B端输出高电平时5V MOS管截至A端输出是高电平3.3V
B端输出高阻时OC MOS管截至A端输出是高电平3.3V 优点
1、适用于低频信号电平转换价格低廉。
2、导通后压降比三极管小。
3、正反向双向导通相当于机械开关。
4、电压型驱动当然也需要一定的驱动电流而且有的应用也许比三极管大。
