电平转换的电路，该怎么做呢？

工程师在开发项目，设计产品的电路原理方案，如果有使用到单片机，一般给它供电的电源电压是5V或者3.3V。

假如在开发空气净化器，单片机的电源是5V，相应地，它的IO引脚输入输出电压也是5V。但若空气净化器用到的PM2.5传感器，它的工作电源是3.3V，传感器输出的IIC信号同样也是3.3V。

于是，工程师就会碰到一个问题，5V的单片机怎么和3.3V的PM2.5传感器进行IIC通信呢？

有两种方案

方案一是将单片机的电源电压5V调成3.3V，保持和PM2.5传感器的电源电压一致，这样就不存在IIC通信电压不匹配的问题了。

方案二是做一个电平转换电路，实现5V和3.3V不同电平之间的互相转换。

如果单片机的电源电压实在是不能调为3.3V，剩下的也只能是做电平转换电路了。

电平转换的电路，该怎么做呢？

方法有很多，芯片哥说其中的一个，个人认为还是比较简单可靠的，它不仅能实现不同电平之间的转换功能，而且还能实现双向的转换。

直接看它的详细电路原理图

电平转换电路

电路中，左边是5V的单片机系统，右边是3.3V的PM2.5传感器系统；对于IIC通信，一个信号是SCL时钟信号，是单片机向传感器输出的信号，方向是从左往右；另一个信号是SDA数据信号，是单片机和传感器之间互相传递数据的信号，方向是双向的，既要从左往右，也要从右往左。

它是怎么工作的呢？

5V转换3.3V

左边的单片机系统VA向右发送一个5V高电平，电路中Q1的MOS管，由于栅极电压和源极电压都是3.3V，所以VB接收到的电平信号是3.3V的高电平；

这样就实现了5V转换3.3V的功能；

逻辑电平除了高电平，它还有低电平。如果左边的单片机系统VA向右发送一个0V低电平呢？

同样的分析，电路中Q1的MOS管，由于两端有一个并联的二极管，阳极接到一个上拉的3.3V电阻，阴极接到的是VA发送的0V低电平，所以二极管会导通。

二极管一旦导通，VB的电压就会由3.3V拉低到只有0.7V左右了，就会由原来的高电平变为低电平了。

所以，无论左边发送一个5V的高电平还是0V的低电平，通过这个转换电路，都能从VB输出一个3.3V的高电平和“0V”的低电平。

3.3V转5V

实现了5V转换3.3V，接下来看下是否可以实现3.3V转换5V的功能？

3.3V转换5V

还是一样，电路中的左边是5V单片机系统，右边是3.3V传感器系统。如果右边的VB想要发送一个3.3V高电平和一个0V低电平给到左边呢？

首先看下发送3.3V高电平

VB输出3.3V高电平，Q1的MOS管，因为栅极和源极都是3.3V，所以MOS管不导通，VA得到的就是一个R1电阻上拉的5V，于是就相当于实现了左边的3.3V转换成了右边的5V。

再看下发送0V高电平

VB输出0V低电平，Q1的MOS管，因为栅极的电压是3.3V，源极的电压变为0V了，所以MOS管会导通，VA的电压会被拉低，因此VA得到的就是一个0V低电平，于是也就相当于实现了左边的0V转化成了右边的0V。

总结下来，工程师有没有发现，无论信号是从哪个方向传递，这个电路都能实现电平电压之间的转换，，尤其是适合类似于IIC通信的SDA数据信号，它是双向的。

电路简单，只需要一个MOS管和3个上拉电阻就可以了。

审核编辑：黄飞