今天給大家分享幾個通訊電平轉換電路。
什么是電平轉換呢?舉個例子,比如下面這個電路,
單片機的工作電壓是5V,藍牙模塊的工作電壓是3.3V,兩者之間要進行通訊,TXD和RXD引腳就要進行連接,3.3V對于單片機來說已經算是高電平了,兩者之間直接連接來使用也是可以進行通信的。
但是,為了提高通訊的穩定性,特別是兩個器件電壓相差比較大時,比如有些芯片工作電壓是1.8V,就會導致兩者之間無法正常通訊、5V的高電平對1.8V芯片造成損壞等問題,所以,通訊電平轉換是非常有必要的。
1、二極管電平轉換電路(單向傳輸)
該電路由二極管和電阻組成,電路使用的元件比較少,電路比較簡單。二極管最好使用肖特基二極管,因為肖特基二極管具有開關頻率高和正向壓降低等優點。
如果需要的是1.8V,就把電源換成1.8V的。
當5V電路中的TXD1發送高電平時(圖中的H表示輸出的是高電平,TP表示該測試點的電壓),二極管正極電壓比負極電壓低,二極管截止,所以RXD2被電阻上拉為高電平(3.3V)。
當5V電路中的TXD1發送低電平時(圖中的L表示輸出的是低電平),二極管導通,所以RXD2接收到的是低電平(0.3V)。
當3.3V電路中的TXD2發送低電平時,二極管導通,RXD1接收到的是低電平(0.3V)。
需要注意的是,當3.3V電路中的TXD2發送高電平時,二極管也是導通的,RXD1接收到的是高電平(3.6V左右)。
該電路優點是電器簡單,缺點是當3.3V電路發送高電平時,5V電路收到的高電平并不是5V,并且這個電路只適用于單向通訊的場合,發送端和接收端不可以互換來使用。
2、三極管電平轉換電路(單向傳輸)
該電路由三極管和電阻組成,其實就是模電里學的共射放大電路。如果你對三極管的三種工作狀態還不太了解,可以看看之前電路菌寫的
對于三極管3種工作狀態的理解,我只能幫你到這了!
當5V電平轉3.3V電平時,TXD1發送高電平(5V),第1個三極管導通,其集電極電位為低電平,第2個三極管基極也為低電平,第2個三極管截止,其集電極電位(RXD2)被上拉為高電平(3.3V)。
當TXD1發送低電平時,第1個三極管截止,其集電極電位被電阻上拉為高電平(3.3V),第2個三極管基極也為高電平,第2個三極管導通,其集電極電位(RXD2)為低電平。
當3.3V電平轉5V電平時,TXD2發送低電平,第1個三極管截止,其集電極電位被上拉為高電平,第2個三極管基極也為高電平,第2個三極管導通,其集電極電位(RXD1)為低電平。
當TXD2發送高電平(3.3V)時,第1個三極管導通,其集電極電位為低電平,第2個三極管基極也為低電平,第2個三極管截止,其集電極電位(RXD1)被電阻上拉為高電平(5V)。
如果可以接受反相的信號,可以去掉電路中一個三極管,電路會簡單一些,如下圖所示。
需要注意的是,上面由三極管組成的電平轉換電路只適用于單向傳輸信號的場合,并且信號的波特率不能太高。
3、MOS管電平轉換電路(可雙向傳輸)
該電路由MOS管和電阻組成,可以支持信號的雙向傳輸。如果你對MOS管的工作狀態還不太了解,可以看看之前電路菌寫的
MOS場效應管基本知識
當5V電平轉3.3V電平時,5V電路發送高電平,MOS管截止,S極(3.3V電路)被電阻上拉為高電平(3.3V)。
當5V電路發送低電平時,MOS管導通,S極(3.3V電路)為低電平。
當3.3V電平轉5V電平時,3.3V電路發送高電平(3.3V),MOS管截止,D極(5V電路)被電阻上拉為高電平(5V)。
當3.3V電路發送低電平時,MOS管導通,D極(5V電路)為低電平。
上面MOS管電路組成的電平轉換電路可支持信號的雙向傳輸。
除了上面介紹三種電路可以實現通訊電平轉換外,也可以使用專用的通訊電平轉換芯片來實現轉換,使用芯片相對前面成本要高,芯片有很多,這里就不一一介紹了。
審核編輯 :李倩
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原文標題:大牛分享幾個好用通訊電平轉換電路
文章出處:【微信號:mcu168,微信公眾號:硬件攻城獅】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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