3v和5v双向电平怎么转换电路

IC应用电路图

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描述

  3v和5v双向电平怎么转换电路

  (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)。

  简单实用的双向电平转换电路3.3V-5V

  当你使用3.3V的单片机的时候,电平转换就在所难免了,经常会遇到3.3转5V或者5V转3.3V的情况,这里介绍一个简单的电路,他可以实现两个电平的相互转换(注意是相互哦,双向的,不是单向的!)。电路十分简单,仅由3个电阻加一个MOS管构成,电路图如下:

转换电路

  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,大家自行分析吧!此电路我已在多处应用,效果很好。

转换电路

  对这个电路测试了下,MOS管采用的是2N7002小信号NMOS,输入电容很小的,大概几十pF。下面是电路及实物

转换电路

  测试主要是对3.3向5V转换,下面奉上测试波形图。 115KHz波形,这个是频率是常用串口较高的波特率

转换电路

  400KHz,高速IIC通信的时钟频率

转换电路

  1MHz,波形上升太慢了

转换电路

  4MHz,已经不能输出5V的电平了

转换电路

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