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电平转换电路解析
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2017-11-28
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电子工程师在电路设计过程中，经常会碰到处理器MCU的I/O电平与模块的I/O电平不相同的问题，为了保证两者的正常通信，需要进行电平转换。以下，我们将针对电平转换电路做出详细的分析。
对于多数MCU，其引脚基本上是CMOS结构，因此输入电压范围是：高电平不低于0.7VCC，低电平不高于0.3VCC。
但在介绍电平转换电路之前，我们需要先来了解以下几点：
1.解决电平转换问题，最根本的就是要解决电平的兼容问题，而电平兼容原则有两条：①VOH》VIH ②VOL《VIL
图1 阈值电压
2.对于多电源系统，某些器件不允许输入电平超过电源电压，针对有类似要求的器件，电路上应适当做些保护。
3.电平转换电路会影响通信速度，所以使用时应当注意通信速率上的要求。
4.不同转换方式的驱动能力有所不同，在选择上应适当地加以考虑。
5.当需要转换的路数较多时，转换方式选择不当将会导致元器件较多，或布线不方便。
下面通过致远电子MiniARM核心板的实例来给大家分享常用的电平转换电路方法。
1.电阻分压法
电阻分压法是最简便的一种方法，该电路的工作方式是对逻辑电平高的进行分压。以MiniARM核心板与GPRS模块通信为例。MiniARM核心板IO电平为3.3V，而GPRS模块的IO电平为2.8V，两者之间通信时可以用图2来实现电平匹配。
图2 电阻分压法
对于多数MCU，其引脚基本上是CMOS结构，因此输入电压范围是：高电平不低于0.7VCC，低电平不高于0.3VCC。
但在介绍电平转换电路之前，我们需要先来了解以下几点：
1.解决电平转换问题，最根本的就是要解决电平的兼容问题，而电平兼容原则有两条：①VOH》VIH ②VOL《VIL
图1 阈值电压
2.对于多电源系统，某些器件不允许输入电平超过电源电压，针对有类似要求的器件，电路上应适当做些保护。
3.电平转换电路会影响通信速度，所以使用时应当注意通信速率上的要求。
4.不同转换方式的驱动能力有所不同，在选择上应适当地加以考虑。
5.当需要转换的路数较多时，转换方式选择不当将会导致元器件较多，或布线不方便。
下面通过致远电子MiniARM核心板的实例来给大家分享常用的电平转换电路方法。
1.电阻分压法
电阻分压法是最简便的一种方法，该电路的工作方式是对逻辑电平高的进行分压。以MiniARM核心板与GPRS模块通信为例。MiniARM核心板IO电平为3.3V，而GPRS模块的IO电平为2.8V，两者之间通信时可以用图2来实现电平匹配。
图2 电阻分压法
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