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信息来源:本站 日期:2017-11-01
而本文主要阐述利用MOS管搭建的低成本方案,实现电平的双向转换(本文给大家提供两个方式办法)
第一种方式:
当你运用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的状况,这里引见一个简单的电路,它能够完成两个电平的互相转换(注意是,双向的,不是单向的!).电路非常简单,仅由3个电阻加一个MOS管构成,电路图如下:
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
关于3.3V和5V/12V等电路的互相转换,NMOS管选择AP2306即可.原理比拟简单,大家自行剖析吧!此电路我已在多处应用,效果很好.
电路阐明如下:
电平转换器的操作
在电平转换器的操作中要思索下面的三种状态:
“低电压”局部的总线线路经过上拉电阻Rp 上拉至3.3V。 MOSFET 管的门极和源极都是3.3V, 所以它的VGS 低于阀值电压,MOSFET 管不导通。这就允许“高电压”局部的总线线路经过它的上拉电阻Rp 拉到5V。 此时两局部的总线线路都是高电平,只是电压电平不同。
MOSFET 管的源极也变成低电平,而门极是3.3V。 VGS上升高于阀值,MOSFET 管开端导通。然后“高电压”局部的总线线路经过导通的MOSFET管被3.3V 器件下拉到低电平。此时,两局部的总线线路都是低电平,而且电压电平相同。
MOSFET 管的漏极基底二极管“低电压”局部被下拉直到VGS 超越阀值,MOSFET 管开端导通。“低电压”局部的总线线路经过导通的MOSFET 管被5V 的器件进一步下拉到低电平。此时,两局部的总线线路都是低电平,而且电压电平相同。
这三种状态显现了逻辑电平在总线系统的两个方向上传输,与驱动的局部无关。状态1 执行了电平转换功用。状态2 和3 依照I2C 总线标准的请求在两局部的总线线路之间完成“线与”的功用。
除了3.3V VDD1 和5V VDD2 的电源电压外,还能够是例如:2V VDD1 和10V VDD2。 在正常操作中,VDD2必需等于或高于VDD1( 在开关电源时允许VDD2 低于VDD1)
第二种方式:
主要阐述利用MOS管搭建的低成本方案,实现电平的双向转换,具体电路如下图示:
以下分析其工作原理,因SCL与SDA两条支路工作原理一致,故选取其中一条支路进行分析,如下分三种情况进行讨论:
1)空闲状态:
则有:
| 3V3 12C SCL | MOS管 | 体二极管 | 5V 12C SDA |
空闲状态 | 3.3V | OFF | 反向载止 | 5V |
2)3.3V转5V:
则有:
| 3V3 12C SCL | MOS管 | 体二极管 | 5V 12V SDA |
3.3V转5V | 3.3V OV | OFF ON | 反向载止 正向导通 | 3.3V OV |
3)5V转3.3V:
则有:
| 5V 12C SCL | 体二极管 | MOS管 | 3V3 12C SCL |
5V转3.3V | 5V OV | 反向载止 正向导通 | OFF 先OFF后ON | 3.3V OV |
注:
因MOS管都存在开关速度问题,故此种形式的电平转换电路速度不能过高,一般控制在1MHz以内;而对于标准模式100kbit/s 或快速模式400kbit/s的 I2C 总线,该电平转换电路不存在任何限制问题。
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