33V与5V电平转换方法参考.docx

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1、33V与5V电平转换方法参考3.3V转5V 电平转换方法参考 转帖 电平转换 晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或 MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。 (2) OC/OD 器件+上拉电阻法 跟 1) 类似。适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。 (3) 74xHCT系列芯片升压 (3.3V5V) 凡是输入与 5V TTL 电平兼容的 5V CMOS 器件都可以用作 3.3V5V 电平转换。 这是由于 3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容，而 CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如 74xHCT(H

2、CT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/.) 系列 (那个字母 T 就表示 TTL 兼容)。 (4) 超限输入降压法 (5V3.3V, 3.3V1.8V, .) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。 这里的超限是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制 (改变了输入级保护电路)。 例如，74AHC/VHC 系列芯片，其 datasheets 明确注明输入电压范围为05.5V，如果采用 3.3V 供电，就可以实现 5V3.3V 电平转换。 (5) 专用电平转换芯片 最著名的就是 164245，不仅可以用作升压/降压，

3、而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的 (俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。 (6) 电阻分压法 最简单的降低电平的方法。5V电平，经1.6k+3.3k电阻分压，就是3.3V。 (7) 限流电阻法 如果嫌上面的两个电阻太多，有时还可以只串联一个限流电阻。某些芯片虽然原则上不允许输入电平超过电源，但只要串联一个限流电阻，保证输入保护电流不超过极限(如 74HC 系列为 20mA)，仍然是安全的。 (8) 无为而无不为法 只要掌握了电平兼容的规律。某些场合，根本就不需要特别的转换。例如，电路中用到了某种 5V 逻辑器件，其

4、输入是 3.3V 电平，只要在选择器件时选择输入为 TTL 兼容的，就不需要任何转换，这相当于隐含适用了方法3)。 (9) 比较器法 运放法/比较器少用。 2. 电平转换的五要素 (1) 电平兼容 解决电平转换问题，最根本的就是要解决逻辑器件接口的电平兼容问题。而电平兼容原则就两条： VOH VIH VOL VN+ |VOL-VIL| VN- 其中，VN+和VN-表示正负噪声容限。 只要掌握这个原则，熟悉各类器件的输入输出特性，可以很自然地找到合理方案，如前面的方案(3)(4)都是正确利用器件输入特性的例子。 (2) 电源次序 多电源系统必须注意的问题。某些器件不允许输入电平超过电源，如果没有

5、电源时就加上输入，很可能损坏芯片。这种场合性能最好的办法可能就是方案(5)164245。如果速度允许，方案(1)(7)也可以考虑。 (3) 速度/频率 某些转换方式影响工作速度，所以必须注意。像方案(1)(2)(6)(7)，由于电阻的存在，通过电阻给负载电容充电，必然会影响信号跳沿速度。为了提高速度，就必须减小电阻，这又会造成功耗上升。这种场合方案(3)(4)是比较理想的。 (4) 输出驱动能力 如果需要一定的电流驱动能力，方案(1)(2)(6)(7)就都成问题了。这一条跟上一条其实是一致的，因为速度问题的关键就是对负载电容的充电能力。 (5) 路数 某些方案元器件较多，或者布线不方便，路数多

6、了就成问题了。例如总线地址和数据的转换，显然应该用方案(3)(4)，采用总线缓冲器芯片(245,541,16245.)，或者用方案(5)。 (6) 成本&供货 前面说的164245就存在这个问题。五要素冒出第6个，因为这是非技术因素，而且太根本了，以至于可以忽略。 RS232的电平是多少呢？ RS232电平发送器为+5V+15V为逻辑负，-5V-15V为逻辑正 接收器典型的工作电平在+3+12V与-3-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点通讯而设计的，其驱动

7、器负载为37k。所以RS-232适合本地设备之间的通信。 RS485的电平是多少呢？ 发送驱动器A、B之间的正电平在+2+6V，是一个逻辑状态1，负电平在-2-6V，是另一个逻辑状态0。 当在收端AB之间有大于+200mV的电平时，输出正逻辑电平，小于-200mV时，输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。 TTL电平是多少呢？ TTL电平为2.0V5V为逻辑正，00.8V为逻辑负 CMOS电路的电平是多少？ CMOS电平： 输出逻辑1电平电压接近于电源电压，逻辑电平0接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。 输入逻辑1电平电压大于电源电压的1/2 VCCVCC；

8、输入逻辑0电平电压小于电源电压的1/2 VCCgnd； 高电平低电平是什么意思 逻辑电平的一些概念 要了解逻辑电平的内容，首先要知道以下几个概念的含义： 1：输入高电平： 保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平，当输入电平高于Vih时，则认为输入电平为高电平。 2：输入低电平：保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平，当输入电平低于Vil时，则认为输入电平为低电平。 3：输出高电平：保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值，逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。 4：输出低电平：保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值，逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须

9、小于此Vol。 5：阀值电平(Vt)： 数字电路芯片都存在一个阈值电平，就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是一个界于Vil、Vih之间的电压值，对于CMOS电路的阈值电平，基本上是二分之一的电源电压值，但要保证稳定的输出，则必须要求输入高电平 Vih，输入低电平 Vih Vt Vil Vol。 6：Ioh：逻辑门输出为高电平时的负载电流。 7：Iol：逻辑门输出为低电平时的负载电流。 8：Iih：逻辑门输入为高电平时的电流。 9：Iil：逻辑门输入为低电平时的电流。 门电路输出极在集成单元内不接负载电阻而直接引出作为输出端，这种形式的门称为开路门。开路的TTL、CMOS、ECL门分别称为集

10、电极开路、漏极开路、发射极开路，使用时应审查是否接上拉电阻或下拉电阻，以及电阻阻值是否合适。对于集电极开路门，其上拉电阻阻值RL应满足下面条件： ： RL / 其中n：线与的开路门数；m：被驱动的输入端数。 ：常用的逻辑电平 逻辑电平：有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL；RS232、RS422、LVDS等。 其中TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为四类：5V系列、3.3V系列，2.5V系列和1.8V系列。 5V TTL和5V CMOS逻辑电平是通用的逻辑电平。 3.3V及以下的逻辑电平被称为低电压逻辑电平，常用的为LVTTL电平。 低电压的逻辑电平还有2.5V和1.

11、8V两种。 ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。 RS-422/485和RS-232是串口的接口标准，RS-422/485是差分输入输出，RS-232是单端输入输出。 总线的是双向的，用三极管实现起来有难度。 场效应管的优点： 、电压型驱动，当然也需要一定的驱动电流，有的甚至比三极管大。 、导通后，压降比三极管小。 、正反向双向导通，相当于机械开关。 为了方便，定义3.3v为A端，5.0v为B端。 A端输出低电平时，MOS管导通，B端输出是低电平 A端输出高电平时，MOS管截至，B端输出是高电平 A端输出高阻时，MOS管截至，B端输出是高电平 B端输出低电平时，MOS管内的二极管导通，从

12、而使MOS管导通，A端输出是低电平 B端输出高电平时，MOS管截至，A端输出是高电平 B端输出高阻时，MOS管截至，A端输出是高电平 所以可以实现双向传输 问题如下: 单片机用3.3V电源,总线对外接口使用5V扩展,但是PCB板上总线仍是3.3V,使用74LVC245转换电平,外挂5V总线器件数量不确定.请问怎样解决读3.3V总线器件让245设置高阻态问题.最初设想是使用与门,对片选信号进相与,全部5V器件都不选中时,让245高阻,但5V器件挂在总线上的数量不确定,所以相当的麻烦,不好处理,请高手解答 双向总线的电平转移有专门的芯片，但一般没必要用，用74逻辑就行了，但245恐怕不能用。 对不

13、定个数的/CS的处理，可在与门的输入接上拉电阻，当该模块未装上时由上拉来禁止选通。当然，各模块需要有自己的译码输出。 双向总线的电平转移有专门的芯片，但一般没必要用，用74逻辑就行了，但245恐怕不能用。 对不定个数的/CS的处理，可在与门的输入接上拉电阻，当该模块未装上时由上拉来禁止选通。当然，各模块需要有自己的译码输出。 holycat 仙猫: 首先感谢抽控悉心指导,但我觉得用245也能说的过去啊,和用两片244作用一样的. 另外我说的器件CS数量未定,是因为留了一个完整的总线接口,由上位机通过串口来告知实际上到底有有多少器件挂接在总线上,包括片选,地址都是后分配的,最大数量是不确定的,不能用有限的CS逻辑来完成,所以才感觉麻烦, 当然如果有双向总线电平转换芯片这个问题当迎刃而解, 一会GOOGLE上查查用什么芯片,当然价格不能贵,否则就失去意义了 在两种电源的情况下，俺搅得无法用一片245代替两片244，不信你试画一下电路图就知道了。 专用的双向buffer有 74LVC4245 等型号你可看看，另有一种 ADG3308 连方向都会自动切换的。 无限CS在工程上是不可能的，当然你希望做成能对应很多个、但又不想把硬件做得太庞大，即与门的输入数不要太多的想法可以理解，或许可以单片鸡方面用一个PLD来控制OE：由处理器在通过通信得到所需信息后告知PLD如何译码这是可以做到的。