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怎样去解决电路设计中的电平转换问题呢

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 怎样去解决电路设计中的电平转换问题呢？有哪几种常用的通信电平转换的方案呢？ 0
2021-10-29 07:04:55　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 7 个回答。邀请回答 elecfans 该类别下有 7 个回答。邀请回答飞雪9366 该类别下有 6 个回答。邀请回答冰箱洗衣机该类别下有 6 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 6 个回答。邀请回答 lifei639156 该类别下有 6 个回答。邀请回答 szj0213 该类别下有 6 个回答。邀请回答 60user103 该类别下有 6 个回答。邀请回答细水爱长流该类别下有 6 个回答。邀请回答 dsgfa 该类别下有 6 个回答。邀请回答深海零下一度1 该类别下有 6 个回答。邀请回答 mingodong 该类别下有 6 个回答。邀请回答 h1654155199.5148 该类别下有 6 个回答。邀请回答 ZQW发烧友该类别下有 6 个回答。邀请回答安立路该类别下有 6 个回答。邀请回答国名英雄XXX 该类别下有 6 个回答。邀请回答 douyin8 该类别下有 5 个回答。邀请回答 iettke 该类别下有 5 个回答。邀请回答笑尽往事该类别下有 5 个回答。邀请回答 zaichenxi 该类别下有 5 个回答。邀请回答举报李丽相关推荐 • 电路设计中的负载电容该如何去计算呢 1648 • 请问一下怎样去设计一种I2C双向电平转换电路 1522 • 常用的电平转换电路方法，有哪些注意事项？ 2139 • 电平转换电路 3280 • 怎样去制作一个电流电压转换器呢 1468 • RGMII与GMII转换电路该怎样去设计呢 3524 • 如何去实现一种电流幅度的电路设计呢？ 1174 • 有关射频电路设计的知识汇总 1762 • 怎样去模拟STM32看门狗中断呢 1375 • 怎样使用三个开关去控制电机的正反转和停转呢？ 4030 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　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。　　　　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。　　当然还要考虑抗干扰能力，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 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　　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。　　（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）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74LVC4245A，74ALVC164245这两款芯片用的比较多。它存在5V VCCA和3.3V VCCB，2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1.6k+3.3k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，S1，S2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：　　1.VCC_S1《=VCC_S2. 　　2.S1的低电平门限大于0.7V左右（视NMOS内的二极管压降而定）。　　3.Vgs《=VCC_S1. 　　4.Vds《=VCC_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（3.3V），MOS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。

2021-10-29 17:39:44 评论举报周芳卿