幾個(gè)通訊電平轉(zhuǎn)換電路分享

今天給大家分享幾個(gè)通訊電平轉(zhuǎn)換電路。

什么是電平轉(zhuǎn)換呢？舉個(gè)例子，比如下面這個(gè)電路,

單片機(jī)的工作電壓是5V，藍(lán)牙模塊的工作電壓是3.3V，兩者之間要進(jìn)行通訊，TXD和RXD引腳就要進(jìn)行連接，3.3V對(duì)于單片機(jī)來說已經(jīng)算是高電平了，兩者之間直接連接來使用也是可以進(jìn)行通信的。

但是，為了提高通訊的穩(wěn)定性，特別是兩個(gè)器件電壓相差比較大時(shí)，比如有些芯片工作電壓是1.8V，就會(huì)導(dǎo)致兩者之間無法正常通訊、5V的高電平對(duì)1.8V芯片造成損壞等問題，所以，通訊電平轉(zhuǎn)換是非常有必要的。

1、二極管電平轉(zhuǎn)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(jiǎn)單。二極管最好使用肖特基二極管，因?yàn)樾ぬ鼗O管具有開關(guān)頻率高和正向壓降低等優(yōu)點(diǎn)。

如果需要的是1.8V，就把電源換成1.8V的。

當(dāng)5V電路中的TXD1發(fā)送高電平時(shí)（圖中的H表示輸出的是高電平，TP表示該測(cè)試點(diǎn)的電壓），二極管正極電壓比負(fù)極電壓低，二極管截止，所以RXD2被電阻上拉為高電平（3.3V）。

當(dāng)5V電路中的TXD1發(fā)送低電平時(shí)（圖中的L表示輸出的是低電平），二極管導(dǎo)通，所以RXD2接收到的是低電平（0.3V）。

當(dāng)3.3V電路中的TXD2發(fā)送低電平時(shí)，二極管導(dǎo)通，RXD1接收到的是低電平（0.3V)。

需要注意的是，當(dāng)3.3V電路中的TXD2發(fā)送高電平時(shí)，二極管也是導(dǎo)通的，RXD1接收到的是高電平（3.6V左右)。

該電路優(yōu)點(diǎn)是電器簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是當(dāng)3.3V電路發(fā)送高電平時(shí)，5V電路收到的高電平并不是5V，并且這個(gè)電路只適用于單向通訊的場(chǎng)合，發(fā)送端和接收端不可以互換來使用。

2、三極管電平轉(zhuǎn)換電路（單向傳輸）

該電路由三極管和電阻組成，其實(shí)就是模電里學(xué)的共射放大電路。如果你對(duì)三極管的三種工作狀態(tài)還不太了解，可以看看之前電路菌寫的

對(duì)于三極管3種工作狀態(tài)的理解，我只能幫你到這了！

當(dāng)5V電平轉(zhuǎn)3.3V電平時(shí)，TXD1發(fā)送高電平（5V），第1個(gè)三極管導(dǎo)通，其集電極電位為低電平，第2個(gè)三極管基極也為低電平，第2個(gè)三極管截止，其集電極電位（RXD2）被上拉為高電平（3.3V）。

當(dāng)TXD1發(fā)送低電平時(shí)，第1個(gè)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(gè)三極管基極也為高電平，第2個(gè)三極管導(dǎo)通，其集電極電位（RXD2）為低電平。

當(dāng)3.3V電平轉(zhuǎn)5V電平時(shí)，TXD2發(fā)送低電平，第1個(gè)三極管截止，其集電極電位被上拉為高電平，第2個(gè)三極管基極也為高電平，第2個(gè)三極管導(dǎo)通，其集電極電位（RXD1）為低電平。

當(dāng)TXD2發(fā)送高電平（3.3V）時(shí)，第1個(gè)三極管導(dǎo)通，其集電極電位為低電平，第2個(gè)三極管基極也為低電平，第2個(gè)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(hào)，可以去掉電路中一個(gè)三極管，電路會(huì)簡(jiǎn)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(zhuǎn)換電路只適用于單向傳輸信號(hào)的場(chǎng)合，并且信號(hào)的波特率不能太高。

3、MOS管電平轉(zhuǎn)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(hào)的雙向傳輸。如果你對(duì)MOS管的工作狀態(tài)還不太了解，可以看看之前電路菌寫的

MOS場(chǎng)效應(yīng)管基本知識(shí)

當(dāng)5V電平轉(zhuǎn)3.3V電平時(shí)，5V電路發(fā)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(dāng)5V電路發(fā)送低電平時(shí)，MOS管導(dǎo)通，S極（3.3V電路）為低電平。

當(dāng)3.3V電平轉(zhuǎn)5V電平時(shí)，3.3V電路發(fā)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(dāng)3.3V電路發(fā)送低電平時(shí)，MOS管導(dǎo)通，D極（5V電路）為低電平。

上面MOS管電路組成的電平轉(zhuǎn)換電路可支持信號(hào)的雙向傳輸。

除了上面介紹三種電路可以實(shí)現(xiàn)通訊電平轉(zhuǎn)換外，也可以使用專用的通訊電平轉(zhuǎn)換芯片來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，使用芯片相對(duì)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