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,为了确保两者的正常通讯,需求进行电平转化。以下,咱们将针对电平转化电路做出具体的剖析。
关于大都MCU,其引脚基本上是CMOS结构,因而输入电压规模是:高电平不低于0.7VCC,低电平不高于0.3VCC。
但在介绍电平转化电路之前,咱们需求先来了解以下几点:
1.处理电平转化问题,最底子的便是要处理电平的兼容问题,而电平兼容准则有两条:①VOH>VIH ②VOL
图1 阈值电压
2.关于多电源体系,某些器材不允许输入电平超越电源电压,针对有相似要求的器材,电路上应适当做些维护。
3.电平转化电路会影响通讯速度,所以运用时应当留意通讯速率上的要求。
4.不同转化办法的驱动才能有所不同,在挑选上应适当地加以考虑。
5.当需求转化的路数较多时,转化办法挑选不妥将会导致元器材较多,或布线不方便。
下面经过致远电子MiniARM中心板的实例来给我们共享常用的电平转化电路办法。
1.电阻分压法
电阻分压法是最简洁的一种办法,该电路的工作办法是对逻辑电平高的进行分压。以MiniARM中心板与GPRS模块通讯为例。MiniARM中心板IO电平为3.3V,而GPRS模块的IO电平为2.8V,两者之间通讯时能够用图2来完成电平匹配。
图2 电阻分压法
对电阻分压的转化电路进行测验,转化后波形如图3所示。
运用二极管来完成电平匹配,以MiniARM中心板与GPRS模块为例。
图4 二极管钳位法
当GPRS模块TXD为高电平时,因为二极管D2的钳位效果,MiniARM的RXD会得到2.8V+VF高电平电压。当MiniARM的TXD为高电平时,因为二极管D1的钳位效果,GPRS模块的RXD会得到2.8V+VF高电平电压。
运用该电路应留意:
1.MiniARM的TXD输出端串联电阻R1的效果是限流, 一起R1会约束两者之间的通讯速度。
2.MiniARM的TXD输出端会经过二极管D1向GPRS模块的VDD_EXT电源输入电流,避免VDD_EXT过压。
3.GPRS模块TXD的VOL最大值为0.1V,当输出低电平时,因为二极管的钳位效果,MiniARM的RXD的电压是0.1V+VF,该低电压应低于VIL。
先为我们介绍以上两种电平转化电路,后续将介绍其他几种办法。
MiniARM工控中心板具有强壮的功用和牢靠的稳定性,经过选用该系列中心板进行产品开发,能够使得用户的产品开发流程更短、开发的产品更具牢靠。其扼要描绘如下表所示