3.3V转5V的双向电平转换电路
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单片机系统如何实现电平转换及原理5V和3.3V是单片机系统中常见的电平,对于IIC和SPI等输传输协议,芯片和芯片之间存在高低电平定义范围不一致的问题,所以需要电平转换电路来保证这些芯片正常工作。
一、NMOS如何工作下图是NMOS电路符号,当UGS>UGSth时,此时D极和S极之间相通,即MOS导通,电流流向从D到S。
当UGS<UGSth时,MOS 管截止,UGS>UGSth时,MOS管导通。
(MOS的开启电压UGSth 因M0S的型号不同,所以开启电压参考具体型号的数据手册)NMOS电路符号二、电平转换电路的实现及原理IIC电平转换电路的具体实现如下:5V转3.3V:当输入5V时,由于UGS之间的压差为0V(UG是3.3V,US是是3.3V被R2上拉到3.3V),小于UGSth,所以NMOS不导通。
当A点是高电平5V时,B点也是3.3V的高电平,实现了5V转换为3.3V。
5V转3.3V当A点的电位为0V时,由于MOS里存在体二极管,B点一开始一瞬间的电压是3.3V,导致体二极管导通,B点的电位从3.3V 变成0.7V。
0V转0.7V此时UG的电压为3.3V,B点电压(US)0.7V,UGS之间的压差2.6V,NMOS正常导通,体二极管被短路,导致B点电位变成0V(由于RDS的存在,B点电压趋近于0V)。
0V转0V3.3V转5V:当B点的电压为3.3V时,UGS之间压差为0V,NMOS截止,A 点的电压被R1上拉到5V。
3.3V转5V当B点电压为0V,UGS之间压差3.3V,MOS导通,A点变为0V。
0V转0V三、电平转换电路的注意事项注意:以上图A点处的电压要比MOS另一边的电压高,否则体二极管导通,无法进行电平转换。
NMOS分为高开启电压和低开启电压,因此要注意NMOS的开启电压值。
对于图中R1,R2电阻大小的选择,太小会导致,电阻两端电压差别小,无法实现电平转换,太大会导致电平转换时间长。
1 引言近年来,随着便携式数字电子产品笔记本计算机、数字式移动电话、手持式测试仪表等的迅速发展,要求使用体积小、功耗低、电池耗电小的器件,数字系统的工作电压已经从5V降至3V甚至更低(例如2.5V 和1.8V标准的引进)。
但是目前仍有许多5V电源的逻辑器件和数字器件可用,因此在许多设计中3V(含3. 3V)逻辑系统和5V逻辑系统共存,而且不同的电源电压在同一电路板中混用。
随着更低电压标准的引进,不同电源电压逻辑器件问的接口问题会在很长一段时间内存在。
本文讨论的是使用TTL和CMOS的3V和5V系统中逻辑器件间接口的基本概念和电路实例。
理解了这些概念可避免不同电压的逻辑器件接口时出现的问题和保证所设计的电路数据传输的可靠性。
2 逻辑电平不同,接口时出现的问题在混合电压系统中,不同电源电压的逻辑器件相互接口时会存在以下3个主要问题:∙加到输入和输出引脚上允许的最大电压的限制问题;∙两个电源间电流的互串问题;∙必须满足的输入转换门限电平问题。
器件对加到输入脚或输出脚的电压通常是有限制的。
这些引脚有二极管或分离元件接到Vcc。
如果接入的电压过高,则电流将会通过二极管或分离元件流向电源。
例如3V器件的输入端接上5V信号,则5V电源将会向3V电源充电。
持续的电流将会损坏二极管和电路元件。
在等待或掉电方式时,3V电源降落到0V,大电流将流通到地,这使总线上的高电压被下拉到地,这些情况将引起数据丢失和元件损坏。
必须注意的是:不管是在3V的工作状态或是0V的等待状态部不允许电流流向Vcc。
另外用5V的器件来驱动3V的器件有很多不同情况,同样TTL和CMOS间的转换电平也存在不同情况。
驱动器必须满足接收器的输入转换电平,并要有足够的容限和保证不损坏电路元件。
以上问题在详细地分析一些具体电路后便会很清楚。
3 可用5V容限输入的3V逻辑器件3V的逻辑器件可以有5V输入容限的器件是LVC、LVT、ALVT、LCX、LVX、等系列。
5V-3.3V电平转换方法在实际电路设计中,一个电路中会有不同的电平信号。
方案一:使用光耦进行电平转换首先要根据要处理的信号的频率来选择合适的光耦。
高频(20K~1MHz)可以用高速带放大整形的光藕,如6N137/TLP113/TLP2630/4N25等。
如果是20KHz以下可用TLP521。
然后搭建转换电路。
如将3.3V信号转换为5V信号。
电路如下图:CP是3.3V的高速信号,通过高速光耦6N137转换成5V信号。
如果CP接入的是5V 的信号VCC=3.3V,则该电路是将5V信号转换成3.3V信号。
优点:电路搭建简单,可以调制出良好的波形,另外光耦还有隔离作用。
缺点:对输入信号的频率有一定的限制。
方案二:使用三极管搭建转换电路三极管的开关频率很高,一般都是几百兆赫兹,但是与方案一相比,电路搭建相对麻烦,而且输出的波形也没有方案一的好。
电路如下图:其中C1为加速电容,R1为基极限流电阻,R2为集电极上拉电阻,R3将输入端下拉到地,保证在没有输入的情况下,输出端能稳定输出高电平。
同时在三极管截止时给基区过量的电荷提供泄放回路缩短三极管的退饱和时间。
优点:开关频率高,在不要求隔离,考虑性价比的情况下,此电路是很好的选择。
缺点:输出波形不是很良好。
方案三:电阻分压这里分析TTL电平和COMS电平的转换。
首先看一下TTL电平和CMOS电平的区别。
TTL电平:输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。
在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2。
最小输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8,噪声容限是0.4V。
CMOS电平:1逻辑电平电压接近于电源电压,0逻辑电平接近于0V。
而且有很宽的噪声容限。
下面的电路是将5V的TTL电平转换成3V的TTL电平不考虑5V器件输出内阻以及3V器件输入内阻,VL=R2*VS/(R2+R1),选择合适的R1和R2,使得电压匹配。
优点:电路实现简单。
电平信号转换问题及方法5V电平信号与3.3V电平信号转换问题及方法现在低压、低耗器件越来越多,3.3v、2.1v电平信号越来越常见。
这就存在了一个电平转换问题。
当然很多时候都不需要转化,一些器件具有较大的包容性。
具体能不能包容多种电平需要查看IC手册。
如果能容忍其相异的电压,就不需要交转换单元了。
加上转换电路肯定会对通信速度、稳定性有所限制。
转化前要注意两个地方。
1、ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS这个是保证IC安全、健康的限制参数,应用连接时千万别超过这个范围。
比如:DVDD(模拟电源)对DGND(模拟地)电压范围是-0.3V到+6.0V ;数字I/O口电压对地电压范围是-0.3V到+vdd+0.3V 。
2、需不需要电平信号转换单元就看下面这个参数:可见这个IC的数字逻辑输入低电平门限<0.7V(3.3V情况);高电平门限>2V(3.3V情况);当然这些参数都是限制在ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS的。
下面转入正题,看看电平转换方法。
1、较低电平转较高电平(比如3.3V转5V):“低”接较低电平信号;“高”接较高电平信号。
两个晶体管,保证两端信号极性一致。
2、较高电平转较低电平(比如3.3V转5V):分析:当“高”处(+5V电平信号)输出为逻辑1,二极管截至(相当于断开),低处被上拉到约+3.3V。
当“低”处(+5V电平信号)输出为逻辑0,二极管导通,理想情况“低”处导通到0电压,实际“低”处电压是二极管导通压降(0.7V左右,如果觉得高,可以使用肖特基二极管,肖特基二极管管压降小)。
有一些电平信号转换可以采用比较器,我以前在一个比较器手册上看过这种应用,也十分方便,就是成本有些高。
我听一些网友说,可以在不同电平信号之间串一个小电阻解决问题。
我也这样试过(3.3V的cyclon2与5V的单片机通信),好像能正常使用,不过总感觉不太安稳,呵呵。
文章标题:探索3.3v转5v电平转换芯片的单通道应用与设计1. 引言3.3v转5v电平转换芯片是当今电子产品设计中不可或缺的组成部分。
在数字电路中,由于不同设备工作电压的不同,需要使用电平转换芯片来实现设备之间的兼容性。
本文将深入探讨3.3v转5v电平转换芯片的单通道应用与设计。
2. 3.3v转5v电平转换芯片的基本原理3.3v转5v电平转换芯片是一种集成电路芯片,主要用于将3.3v逻辑电平转换为5v逻辑电平,或将5v逻辑电平转换为3.3v逻辑电平。
其基本原理是利用晶体管和电阻构成的电路,通过电压比较和转换来实现电平的转换。
3. 单通道应用与设计3.3v转5v电平转换芯片的单通道应用中,需要考虑输入输出端口的电压兼容性、稳定性和响应速度。
在设计中,需要合理选择电平转换芯片的型号和参数,以满足具体的应用需求。
还需要考虑输入端口的保护和滤波,以确保系统的稳定性和可靠性。
4. 个人观点和理解在实际的电子产品设计中,3.3v转5v电平转换芯片的单通道应用非常常见。
通过合理的设计和选择,可以有效解决不同设备之间的电平兼容性问题,提高系统的稳定性和可靠性。
我个人认为,在设计中需要注意充分考虑电平转换芯片的参数和特性,以确保其性能和稳定性。
5. 总结与展望3.3v转5v电平转换芯片的单通道应用与设计是当前电子产品设计中的重要组成部分。
在未来,随着电子产品的发展和复杂化,对电平转换芯片的需求将会进一步增加。
对于该领域的研究和应用具有重要意义。
希望未来能够推出更加优秀和多功能的3.3v转5v电平转换芯片,以满足日益增长的市场需求。
6. 结语通过本文的探讨,我们对3.3v转5v电平转换芯片的单通道应用与设计有了更深入的了解。
在未来的电子产品设计中,我们将更加注重电平转换芯片的选择和设计,以提高系统的稳定性和可靠性。
以上为文章撰写的简要内容大纲,您可以根据此内容进行深入阐述和详细的论述。
3.3v转5v电平转换芯片的单通道应用与设计一直是电子产品设计中不可或缺的一个重要环节。
实现ADM3251E与3.3V系统的RS-232接口隔离随着对处理速度及功耗的需求增长,控制芯片越来越趋向于小体积,低功耗。
因此其工作所需的电源电压也降低至3.3V,甚至1.8V。
这造成了与5V供电的接口芯片连接时,电平不匹配的问题。
RS-232总线标准是最常见的串行通信总线标准之一,主要应用于系统间的通信连接。
在一些应用领域,RS-232接口的隔离防护是必须的,ADI公司基于iCoupler磁隔离技术的隔离型RS-232接口收发器ADM3251E,内部集成DC-DC 隔离电源,信号隔离通道及RS-232收发器,接口带有±15KV的ESD保护和25KV/us的共模抑制能力,非常适于工作在苛刻的电气环境或频繁插拔RS-232电缆的环境中。
ADM3251E的出现替代了之前的光耦隔离方案,减少PCB面积,提高接口稳定性且降低了成本。
由于其内部集成有DC-DC隔离电源,因此无需外部分立的DC-DC隔离电源模块供电,提供了单芯片的RS-232接口隔离方案。
但值得注意的是,ADM3251E的电源输入引脚VCC,只有在5V输入电压时,才能使芯片内部的DC-DC隔离电源有效,当VCC采用3.3V供电时,芯片内部DC-DC 隔离电源无效,此时需要我们外接分立的DC-DC隔离电源模块供电。
由于ADM3251E的输入侧Tin引脚是CMOS结构,其输入电压范围是:高电平不低于0.7VCC,低电平不高于0.3VCC,即当5V供电时,输入高电平需高于3.5V,输入低电平需低于1.5V。
下面是我搜集的几种简单的电平转换电路,以方便3.3V的控制信号与5V供电的ADM3251E通信。
3.3V信号转5V信号1、采用MOSFET如图1所示,电路由一个N沟道FET和一个上拉电阻构成。
在选择R1的阻值时,需要考虑输入的开关速度和R1上的电流消耗。
当R1值较小时,可以提高输入开关速度,获取更短的开关时间,但却增大了低电平时R1上的电流消耗。
实现ADM3251E与3。
3V系统的RS-232接口隔离随着对处理速度及功耗的需求增长,控制芯片越来越趋向于小体积,低功耗.因此其工作所需的电源电压也降低至3.3V,甚至1.8V.这造成了与5V供电的接口芯片连接时,电平不匹配的问题。
RS-232总线标准是最常见的串行通信总线标准之一,主要应用于系统间的通信连接。
在一些应用领域,RS—232接口的隔离防护是必须的,ADI公司基于iCoupler磁隔离技术的隔离型RS—232接口收发器ADM3251E,内部集成DC—DC隔离电源,信号隔离通道及RS-232收发器,接口带有±15KV的ESD 保护和25KV/us的共模抑制能力,非常适于工作在苛刻的电气环境或频繁插拔RS—232电缆的环境中.ADM3251E的出现替代了之前的光耦隔离方案,减少PCB面积,提高接口稳定性且降低了成本.由于其内部集成有DC—DC隔离电源,因此无需外部分立的DC-DC隔离电源模块供电,提供了单芯片的RS—232接口隔离方案。
但值得注意的是,ADM3251E的电源输入引脚VCC,只有在5V输入电压时,才能使芯片内部的DC-DC隔离电源有效,当VCC采用3.3V供电时,芯片内部DC—DC 隔离电源无效,此时需要我们外接分立的DC-DC隔离电源模块供电。
由于ADM3251E的输入侧Tin引脚是CMOS结构,其输入电压范围是:高电平不低于0.7VCC,低电平不高于0。
3VCC,即当5V供电时,输入高电平需高于3.5V,输入低电平需低于1。
5V.下面是我搜集的几种简单的电平转换电路,以方便3.3V的控制信号与5V供电的ADM3251E通信。
3.3V信号转5V信号1、采用MOSFET如图1所示,电路由一个N沟道FET和一个上拉电阻构成.在选择R1的阻值时,需要考虑输入的开关速度和R1上的电流消耗。
当R1值较小时,可以提高输入开关速度,获取更短的开关时间,但却增大了低电平时R1上的电流消耗.图1,采用MOSFET实现3V至5V电平转换2、采用二极管钳位如图2所示,由于3。
双向电平转换芯片双向电平转换芯片又被称为双向电平转换器,是一种常用于电子电路中的集成电路芯片。
它主要用于将信号从一种逻辑电平转换为另一种逻辑电平,以实现不同电平之间的转换和适配。
双向电平转换器通常被应用于数字电路中,用于连接不同电平的数字设备,比如将5V的信号转换为3.3V的信号或将3.3V 的信号转换为5V的信号。
它可以使不同电平的设备能够互相通信和交换信息,从而实现数字电路的互联互通。
双向电平转换芯片一般由两个电平转换器和一个方向控制器组成,其中每个电平转换器有一个输入和一个输出,方向控制器用于控制输入和输出之间的通路。
当方向控制器的控制信号为高电平时,输入信号可以传递给输出,从而实现双向传输;当控制信号为低电平时,输入和输出之间的通路被切断,实现单向传输。
双向电平转换器的工作原理是通过使用电平转换器和方向控制器之间的逻辑电路来实现的。
电平转换器一般采用电平转换电路,通过改变输入电平的功耗,使输出电平达到预期的电压差值。
方向控制器通过控制输入和输出之间的通路的开闭状态,实现输入和输出之间的切换。
双向电平转换芯片具有以下优点和应用特点:1. 适应性强:双向电平转换芯片可以适应多种不同电平的设备和电路,可以将不同电平之间的信号进行转换和适配。
2. 高效性能:双向电平转换芯片具有快速响应速度和高精度的信号转换能力,使得不同电平设备之间的通信更加稳定和可靠。
3. 低功耗:双向电平转换芯片采用了先进的CMOS技术,功耗较低,可以有效降低系统能耗。
4. 多种封装形式:双向电平转换芯片可以采用多种不同的封装形式,如DIP、SOP、QFN等,方便 PCB 设计和布局。
5. 广泛应用:双向电平转换芯片广泛应用于各种数字电路中,如传感器、存储器、通信设备、嵌入式系统等。
总之,双向电平转换芯片是一种常用的集成电路芯片,用于不同电平设备之间的信号转换和适配。
它具有适应性强、高效性能、低功耗、多种封装形式等优点,并广泛应用于各种数字电路中。
3.3v和5v双向电平转换芯片74LVC4245,8位电平转换74LVC4245A,8位双向NLSX4373,2位电平转换NLSX4014,4位电平转换NLSX4378,4位电平转换NLSX3018,8位电平转换max3002,8路双向TXB0104?(她好像有一个系列?0102?0104?0106?0108),ADG330874HCT245:三态输出的八路总线收发器SN74A VCH2T45SN74A VC16T245:具有可配置电压转换和 3 态输出的16 位双电源总线收发器SN74LVC2T45DCT:双位双电源总线收发器可配置电压转换和三态输出SN74LVC4245A:8位德州仪器宣布推出SN74LVC1T45、SN74LVC2T45、SN74A VC8T245及SN74A VC20T245四款新型双电源电平转换收发器。
该新品能够在 1.5V、1.8V、2.5V、3.3V 与5V 电压节点之间进行灵活的双向电平转换,而且可提供全面的可配置性。
如果采用A VC 技术,则每条轨可从1.4V 配置为3.6V;而采用LVC 技术时则可从 1.65V 配置为5.5V。
适用于便携式消费类电子产品、网络、数据通信以及计算应用领域。
日前,德州仪器(TI)宣布推出四款新型的双电源电平转换器--A VC1T45、A VC2T45、A VC16T245及A VC32T245,从而进一步扩展其电平转换产品系列。
这些转换器能够在互不兼容的I/O之间进行通信。
这四款器件均支持1.2V、1.5V、1.8V、2.5V与3.3V节点之间的双向电平转换。
在混合信号环境中,可以使用这些电压电平的任意组合,从而提高这些器件的灵活性。
1位A VC1T45与2位A VC2T45可根据需要在电路板上集成单或双转换器功能,而不是通过较高位宽的器件进行路由,这有助于简化电路板布线作业(board routing),可适用于便携式手持应用的转换要求。
5v转3.3电平转化电路
将5V转换为3.3V的电平转化电路通常可以使用电平转换器或者电压调节器来实现。
以下是两种常见的方法:
1. 使用电平转换器:
电平转换器是一种简单且有效的方法,通常使用双向电平转换器芯片,例如TXS0102或者SN74LVC8T245。
这些芯片可以将5V 的输入信号转换为3.3V的输出信号,并且也可以将3.3V的输入信号转换为5V的输出信号。
通过连接正确的引脚和提供适当的电源,可以轻松地实现电平转换。
2. 使用电压调节器:
另一种方法是使用线性稳压器或者DC-DC转换器来将5V转换为3.3V。
例如,可以使用LM317线性稳压器或者LM2596 DC-DC 转换器。
这些器件可以通过调节电阻或者电压来实现输出电压的调节,从而将5V稳定地转换为3.3V。
无论使用哪种方法,都需要注意以下几点:
确保选择的器件能够处理所需的电流和频率范围。
确保连接正确的引脚和提供适当的电源。
在电路设计中考虑到信号的延迟、噪声和功耗等因素。
在实际应用中,需要对转换后的信号进行测试和验证,以确保符合预期的要求。
总的来说,无论选择使用电平转换器还是电压调节器,都需要根据具体的应用需求和电路设计来选择合适的器件,并进行充分的测试和验证。
希望这些信息能够帮助你理解如何将5V转换为3.3V 的电平转化电路。
说明:在使用HC-SR04超声波传感器时,如果单片机兼容的电平为非5V电平,如3.3V 的MSP430和STM32时,传感器使用就会存在电平匹配问题。
HC-SR04超声波实物图
本人最近使用用STM32和该传感器通讯时,也遇到了同样问题,解决办法如下:
对于触发信号输入(Trig)引脚,单片机要用3.3V电平驱动该引脚必须进行3.3V到5V 电平转换,如下图:
HC-RS04模块与单片机电平转换接口原理图
注意:在使用时候,Trig1与Trig电平相反,即在触发超声波模块时候,应该给先拉高PA0引脚电平,然后给其10us以上的低电平,从而使Trig脚输出相应时间的5V高电平来触发模块。
接收时候,由于Echo引脚开始为低电平,C8550的PNP管开通,因此Echo1引脚为低电平,在编程时候应该注意配置为下降沿中断触发。
PS:上图中电路经本人测试在可用,NPN和PNP管根据各人要求可以以其他型号通用管替换。
3.3V转5V的双向电平转换电路 说说所有的电平转换方法,你自己参考~ (1) 晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或 MOSFET,C/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。
(2) OC/OD 器件+上拉电阻法 跟 1) 类似。适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。 (3) 74xHCT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 74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列 (那个字母 T 就表示 TTL 兼容)。
(4) 超限输入降压法 (5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件,都可以用作降低电平。 这里的"超限"是指超过电源,许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源,但越来越多的新器件取消了这个限制 (改变了输入级保护电路)。
例如,74AHC/VHC 系列芯片,其 datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V",如果采用 3.3V 供电,就可以实现 5V→3.3V 电平转换。
(5) 专用电平转换芯片 最著名的就是 164245,不仅可以用作升压/降压,而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案,但是也是很昂贵的 (俺前不久买还是¥45/片,虽是零售,也贵的吓人),因此若非必要,最好用前两个方案。 (6) 电阻分压法 最简单的降低电平的方法。5V电平,经1.6k+3.3k电阻分压,就是3.3V。 (7) 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。
(8) 无为而无不为法 只要掌握了电平兼容的规律。某些场合,根本就不需要特别的转换。例如,电路中用到了某种 5V 逻辑器件,其输入是 3.3V 电平,只要在选择器件时选择输入为 TTL 兼容的,就不需要任何转换,这相当于隐含适用了方法3)。
(9) 比较器法 算是凑数,有人提出用这个而已,还有什么运放法就太恶搞了。 那位说的可以~但我分析你也不是非要芯片不可吧?尽量节约成本啊~
3.3V转5V 电平转换方法参考 电平转换 晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或 MOSFET,C/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。
(2) OC/OD 器件+上拉电阻法 跟 1) 类似。适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。 (3) 74xHCT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 74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列 (那个字母 T 就表示 TTL 兼容)。
(4) 超限输入降压法 (5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件,都可以用作降低电平。 这里的"超限"是指超过电源,许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源,但越来越多的新器件取消了这个限制 (改变了输入级保护电路)。
例如,74AHC/VHC 系列芯片,其 datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V",如果采用 3.3V 供电,就可以实现 5V→3.3V 电平转换。
(5) 专用电平转换芯片 最著名的就是 164245,不仅可以用作升压/降压,而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案,但是也是很昂贵的 (俺前不久买还是¥45/片,虽是零售,也贵的吓人),因此若非必要,最好用前两个方案。
(6) 电阻分压法 最简单的降低电平的方法。5V电平,经1.6k+3.3k电阻分压,就是3.3V。 (7) 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。
(8) 无为而无不为法 只要掌握了电平兼容的规律。某些场合,根本就不需要特别的转换。例如,电路中用到了某种 5V 逻辑器件,其输入是 3.3V 电平,只要在选择器件时选择输入为 TTL 兼容的,就不需要任何转换,这相当于隐含适用了方法3)。
(9) 比较器法 运放法/比较器少用。 2. 电平转换的"五要素" (1) 电平兼容 解决电平转换问题,最根本的就是要解决逻辑器件接口的电平兼容问题。而电平兼容原则就两条:
VOH > VIH VOL < VIL 再简单不过了!当然,考虑抗干扰能力,还必须有一定的噪声容限: |VOH-VIH| > VN+ |VOL-VIL| > VN- 其中,VN+和VN-表示正负噪声容限。 只要掌握这个原则,熟悉各类器件的输入输出特性,可以很自然地找到合理方案,如前面的方案(3)(4)都是正确利用器件输入特性的例子。
(2) 电源次序 多电源系统必须注意的问题。某些器件不允许输入电平超过电源,如果没有电源时就加上输入,很可能损坏芯片。这种场合性能最好的办法可能就是方案(5)——164245。如果速度允许,方案(1)(7)也可以考虑。
(3) 速度/频率 某些转换方式影响工作速度,所以必须注意。像方案(1)(2)(6)(7),由于电阻的存在,通过电阻给负载电容充电,必然会影响信号跳沿速度。为了提高速度,就必须减小电阻,这又会造成功耗上升。这种场合方案(3)(4)是比较理想的。
(4) 输出驱动能力 如果需要一定的电流驱动能力,方案(1)(2)(6)(7)就都成问题了。这一条跟上一条其实是一致的,因为速度问题的关键就是对负载电容的充电能力。 (5) 路数 某些方案元器件较多,或者布线不方便,路数多了就成问题了。例如总线地址和数据的转换,显然应该用方案(3)(4),采用总线缓冲器芯片(245,541,16245...),或者用方案(5)。
(6) 成本&供货 前面说的164245就存在这个问题。"五要素"冒出第6个,因为这是非技术因素,而且太根本了,以至于可以忽略。
RS232的电平是多少呢? RS232电平发送器为+5V~+15V为逻辑负,-5V~-15V为逻辑正 接收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约15米,最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的,其驱动器负载为3~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。
RS485的电平是多少呢? 发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态1,负电平在-2~-6V,是另一个逻辑状态0。(具体数值可能有误,回头测试一下!)
当在收端AB之间有大于+200mV的电平时,输出正逻辑电平,小于-200mV时,输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。
TTL电平是多少呢? TTL电平为2.0V~5V为逻辑正,0~0.8V为逻辑负 CMOS电路的电平是多少? CMOS电平: 输出逻辑1电平电压接近于电源电压,逻辑电平0接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。 输入逻辑1电平电压大于电源电压的1/2 VCC~VCC; 输入逻辑0电平电压小于电源电压的1/2 VCC~gnd; 高电平低电平是什么意思 逻辑电平的一些概念 要了解逻辑电平的内容,首先要知道以下几个概念的含义: 1:输入高电平(Vih):保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则认为输入电平为高电平。
2:输入低电平(Vil):保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则认为输入电平为低电平。
3:输出高电平(Voh):保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值,逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。
4:输出低电平(Vol):保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值,逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。
5:阀值电平(Vt):数字电路芯片都存在一个阈值电平,就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是一个界于Vil、Vih之间的电压值,对于CMOS电路的阈值电平,基本上是二分之一的电源电压值,但要保证稳定的输出,则必须要求输入高电平> Vih,输入低电平这个区域,电路的输出会处于不稳定状态。
对于一般的逻辑电平,以上参数的关系如下: Voh > Vih > Vt > Vil > Vol。 6:Ioh:逻辑门输出为高电平时的负载电流(为拉电流)。 7:Iol:逻辑门输出为低电平时的负载电流(为灌电流)。 8:Iih:逻辑门输入为高电平时的电流(为灌电流)。 9:Iil:逻辑门输入为低电平时的电流(为拉电流)。 门电路输出极在集成单元内不接负载电阻而直接引出作为输出端,这种形式的门