5v和3.3v转换
一、3.3V信号转5V信号
二、5V信号转3.3V信号
一、3.3V信号转5V信号
1、采用MOSFET
如图1所示，电路由一个N沟道FET和一个上拉电阻构成。在选择R1的阻值时，需要考虑输入的开关速度和R1上的电流消耗。当R1值较小时，可以提高输入开关速度，获取更短的开关时间，但却增大了低电平时R1上的电流消耗。
图1，采用MOSFET实现3V至5V电平转换
2、采用二极管钳位
如图2所示，由于3.3V信号的低电平一般不高于0.5V，当3.3V系统输出低电平时，由于D1的钳位作用，使得5V输出端会得到0.7V~1.2V的低电压，低于ADM3251E的最高不超过1.5V的低电平阈值。当3.3V系统输出高电平时，由于D2的钳位作用，使5V输出端会得到约4V的高电平电压，高于ADM3251E的最低不低于3.5V的高电平阈值。
图2，采用二极管实现3V至5V电平转换
3、采用三极管
如图3所示，当3.3V系统高电平信号输入时，Q1导通，Q2截止，在5V输出端得到5V电压。当3.3V系统低电平信号输入时，Q1截止，Q2导通，在5V输出端得到低电平。此电路同样也适用于5V转3V的情况，只要将上拉的电压换成3.3V即可。
图3，采用三极管实现3V至5V电平转换
以上三种方法比较简单，能够很方便的实现电平转换，但对传输速率有一定的限制，对于9600，19200等常用传输速率，使用这些方法没有问题。也可以采用电压比较器、运算放大器或OC门芯片74HC05来实现3V 至5V的电平转换。对于高于100K传输速率的应用，我们可采用一些专门的电平转换芯片，如74LVX4245、SN74LVC164245、MAX3370等，但这些芯片价格偏高。当然，我们也可以采用ADUM1201搭配DC-DC隔离电源模块和RS-232收发器的分立隔离方案，ADUM1201不但能对信号进行隔离，还能够在隔离信号的同时方便的实现3V至5V的电平转换。
二、5V信号转3.3V信号
一些3.3V供电的控制芯片能够承受5V的输入电压，但更多的控制芯片只能接受3.3V的输入信号，因此需要将ADM3251E的Rout引脚输出5V信号转为3.3V电平信号。
1、采用二极管钳位
如图4所示，利用二极管的钳位作用，将5V电平转换为3.3V电平，R1的作用是限流，但串联了限流电阻R1会降低输入开关的速度。采用此电路时，会通过二极管D1向3.3V电源输入电流，如果电流过高可能会使3.3V电源电压超过3.3V。
图4，采用二极管钳位作用实现5V至3V电平转换
2、采用三极管
如图5所示，三极管在此电路中也起到钳位的作用，且不会将电流引入3.3V电源。
图5，采用三极管实现5V至3V电平转换
3、采用电阻分压
如图6所示，这应该是最简单的降低电平的方法。
图6，采用电阻分压实现5V至3V电平转换
以上电路能够方便的实现ADM3251E与3.3V供电的控制系统之间的通信。其整体电路图如图7：
图7，ADM3251E与3.3V系统的通信
图中采用三极管加上拉电阻升压的方法将3.3V的输入信号拉升到5V，输入到ADM3251E的Tin引脚，而ADM3251E的Rout引脚5V输出信号经电阻分压，转换成3.3V信号输入到以3.3V电源工作的控制器中。
需要注意的是，上拉电阻及限流电阻都会不通程度的影响数据传输速率。
ADM3251E外围共需6个电容，2个瓷片104电容，和4个电荷泵电容，泵电容是很重要的，用来稳定RS-232的输出信号，保证足够的升压，因此推荐使用耐压16V，0.1uF的电解电容。
此外，我们也可以选择采用ADUM1201的分立隔离方案，能够在实现信号隔离的同时实现电平的转换，其电路如图8所示：
图8，采用ADUM1201实现3.3V控制系统与5V供电的RS-232收发器的隔离通信电平转换在目前的数字电路设计中应用的越来越多，ADUM磁隔离芯片能够在隔离信号的同时，方便的实现电平转换，大大节省了设计时间和PCB体积。ADM3251E内部集成DC-DC隔离电源，在5V电源输入的情况下，内部隔离电源工作，在3.3V电源输入情况下，内部隔离电源不工作，需要外接隔离电源供电，当外接隔离电源时，同样可以实现3.3V的输入信号转为RS-232信号输出的功能。
详解电平种类与电平转换
详解电平种类与电平转换 1. 常用的电平转换方案 (1) 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(3.3V→5V) 凡是输入与 5V TTL 电平兼容的 5V CMOS 器件都可以用作3.3V→5V电平转换。 ——这是由于 3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而 CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如 74xHCT(HCT/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(5V→3.3V,3.3V→1.8V, ...) 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0~5.5V"，如果采 用 3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V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，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)。
电平转换方法
5V-3.3V电平转换方法 在实际电路设计中，一个电路中会有不同的电平信号。 方案一：使用光耦进行电平转换 首先要根据要处理的信号的频率来选择合适的光耦。高频(20K~1MHz)可以用高速带放大整形的光藕，如6N137/TLP113/TLP2630/4N25等。如果是20KHz以下可用TLP521。然后搭建转换电路。如将3.3V信号转换为5V信号。电路如下图： CP是3.3V的高速信号，通过高速光耦6N137转换成5V信号。如果CP接入的是5V 的信号VCC=3.3V，则该电路是将5V信号转换成3.3V信号。优点：电路搭建简单，可以调制出良好的波形，另外光耦还有隔离作用。缺点：对输入信号的频率有一定的限制。 方案二：使用三极管搭建转换电路 三极管的开关频率很高，一般都是几百兆赫兹，但是与方案一相比，电路搭建相对麻烦，而且输出的波形也没有方案一的好。 电路如下图： 其中C1为加速电容，R1为基极限流电阻，R2为集电极上拉电阻，R3将输入端下拉到地，保证在没有输入的情况下，输出端能稳定输出高电平。同时在三极管截止时给基区过量的电荷提供泄放回路缩短三极管的退饱和时间。 优点：开关频率高，在不要求隔离，考虑性价比的情况下，此电路是很好的选择。 缺点：输出波形不是很良好。 方案三：电阻分压 这里分析TTL电平和COMS电平的转换。首先看一下TTL电平和CMOS电平的区别。 TTL电平：输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2。最小输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8,噪声容限是0.4V。 CMOS电平：1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且有很宽的噪声容限。 下面的电路是将5V的TTL电平转换成3V的TTL电平
常见TTL电平转换电路
常见TTL电平转换电路 ------设计参考 1.二、三级管组成的TTL/CMOS电平转换电路，优点是价格非常低，缺点是要求使用在 信号频率较低的条件下。 建议上拉电阻为10K时，可使用在信号频率为几百Khz以下的环境中，曾经在960Khz 的串口通信中做过测试。上拉电阻越小，速率越高，但是电路的功耗也越高，在低功耗要求高的电路中需要慎重考虑。在选择二、三极管时，尽量选用结电容小，开关速率高的。 A ) 图1所示电路，仅能使用在输入信号电平大于输出信号电平的转换上，例如3.3V转2.8V。二极管选用高速肖特基二极管，并且V F尽量小，例如RB521S。 图1 B ) 图2电路，仅能使用在输入信号电平大于输出信号电平的转换上，例如3.3V转2.8V，否则PNP管可能关不断。如果对输出低电平电压幅度有较严格的要求，PNP管则选用饱和压降小些的管子。PNP管也不如NPN的通用。VCC_OUT是输出信号的电源电压。 图2
C ) 图3是NPN管组成的转换电路，对输入和输出电平的谁高谁低没有要求，适用性很好。其中VCC_IN是输入信号的电源电压，VCC_OUT是输出信号的电源电压。转换后输出的低电平VOL=Vin_Lmax+Vsat，Vin_Lmax为输入信号低电平的最高幅值，Vsat为NPN管的饱和压降，如果对输出低电平电压幅度有较严格的要求，NPN管则选用饱和压降小些的管子，以满足一般电路中VOL<0.8V的要求。 图3 2.OC/OD输出的反相器组成的电平转换电路。 图4，由2级反相器组成，反相器必须是OC/OD输出的。反相器的电源与输入信号的电平相同或者相匹配，最后的输出电平由上拉电阻上拉到输出信号的目标电平上。上拉电阻的取值直接影响功耗和可适用的信号频率。 图4
选择正确的电平转换方案英文
Application Report SCEA044–June2010 A Guide to Voltage Translation With TXS-Type Translators Dave Moon,Aeysha Sultana High Volume Linear ABSTRACT Modern trends are driving the need for lower supply voltages across many system-level designs.As most processor voltage levels continue to decrease in the interest of achieving the lowest possible power consumption,peripheral devices maintain a need for higher voltage levels,creating potential for voltage discontinuities within a system.To remedy this mixed voltage system incompatibility,a voltage translator can be used. Texas Instruments High Volume Linear group offers a wide-range of voltage level translators.A variety of architectures provide solutions for different application environments including dual-supply direction-controlled,auto-direction sensing,and application-specific memory card interface translators. The information in this application report is intended to help system designers understand the architecture and operation of the TXS-type auto-direction sensing translator family Contents 1The Need For Voltage-Level Translation (2) 2Auto-Direction Sensing Voltage Translator Architecture (2) 3Input Driver Requirements With TXS-Type Translators (6) 4Driving External Loads With TXS-Type Translators (7) 5Output Enable Control (7) 6Conclusion (7) List of Figures 1Digital Switching Levels (2) 2Basic TXS0101,TXS0102,and TXS0104Architecture (3) 3Transfer Characterisitics of an N-Channel Transistor (3) 4Basic TXS0108E Architecture (4) 5TXS0108E During Low-to-High Signal Transition (5) 6TXS0108E During High-to-Low Signal Transition (6) 1 SCEA044–June2010A Guide to Voltage Translation With TXS-Type Translators Copyright?2010,Texas Instruments Incorporated
TI-选择正确的电平转换方案
1. 简介 在今天的电子电路系统中电压电平的转换基本成为了必须。例如：一 个ASIC的供电为VccA，而I/O器件的供电为VccB。为了使它们之间正常通信，就需要一个如图1的电平转换（level－translation）方案。 输入电平限值和器件的输出电平主要根据器件采用的工艺技术和供电 。图2显示了不同的供电和元件技术的限值范围。为了成功的实现两个 器件的接口，一定要保证以下的条件： ■驱动器件的Voh必须大于接收器件的Vih ■驱动器件的Vol必须小于接收器件的Vil ■驱动器件的输出电压范围不能超过接收器件的可容忍的I/O电 压范围
2. 双电源电平转换器件（Dual-Supply Level Translators） 2.1 特性 双电源的器件是为了满足两类总线或不同供电器件之间的异步通讯的 。这类器件采用双电源：VccA为A端（A side）供电，VccB为B端供电。对于数据从A到B或B到A都能传输的双向的电平转换器件，方向取决于输入pin DIR的逻辑电平。如果器件有OE控制，在OE有无效时 A端和B端的总线隔离。 TI的双电源器件有各种位宽的应用并几乎覆盖了当前出现的全部的供 电应用。这些器件灵活，易用并能实现双向转换，对于许多电平转换 的应用都是理想的选择（译者注：强！）。它们的电流驱动能力可以 使其适合长线及重载的应用。 SN74AVCB324245是一种32位双电源电平转换器件（由四组8位端口组成）。图3显示了SN74AVCB324245的1.8V转3.3V的一个端口，同
时另一个端口实现3.3V到1.8V的转换。 双电源器件的优点： ●可以在不同电压结点间灵活的转换 ●具有电流驱动的能力 ●具有不同的位宽 2.2 产品列表
常用的电平转换方案
常用的电平转换方案 TTL、CMOS、ECL等电路的高低电平阀值不同，他们之间逻辑连接需要电平转换；还有，就是接口与接口之间的，如RS232与485之间，USB与串口之间等等，由于这些接口协议里面定义的电平不同，所以也需要电平转换。 1. 常用的电平转换方案 (1) 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。 图1. 电阻-二极管拓扑，是在同一根信号线上实现双向转换的可选技术之一
图2. 分立/数字晶体管是实现双向转换的另外一种选择 (数据入和数据出也被称为主入从出(MISO)和主出从入(MOSI)。SPI能够使用超过20Mbp的时钟信号，使用CMOS推挽逻辑。由于SPI是单向的，没有必要在同一根信号线上实现双向转换。这使电平转换变得简单一些，因为 可以采用电阻与二极管(图1)或分立/数字晶体管(图2)等简单方案。I2C、SMBusTM和1-Wire 接口为双向、漏极开路拓?扑。I2C有3个速度范围：≤ 100kbps的标准模式，≤ 400kbps的快速模式，≤ 3.4Mbps的高速模式。双向总线的电平转换更加困难，因为必须在同一根数据线上进行双向转换。基于电阻-二极管或集电极/漏极开路的单级晶体管转换器的简单拓扑由于固有的单向性，无法满足要求。 ) (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(3.3V→5V) 凡是输入与5V TTL 电平兼容的5V CMOS 器件都可以用作 3.3V→5V 电平转换。 ——这是由于3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如74xHCT(HCT/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(5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) 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0~5.5V"，如果采用 3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V 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，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。
各种电平总结
TTL和CMOS电平总结 TTL和CMOS电平总结 TTL——Transistor-Transistor Logic HTTL——High-speed TTL LTTL——Low-power TTL STTL——Schottky TTL LSTTL——Low-power Schottky TTL ASTTL——Advanced Schottky TTL ALSTTL——Advanced Low-power Schottky TTL FAST(F)——Fairchild Advanced schottky TTL CMOS——Complementary metal-oxide-semiconductor HC/HCT——High-speed CMOS Logic(HCT与TTL电平兼容) AC/ACT——Advanced CMOS Logic(ACT与TTL电平兼容)（亦称ACL） AHC/AHCT——Advanced High-speed CMOS Logic(AHCT与TTL电平兼容) FCT——FACT扩展系列，与TTL电平兼容 FACT——Fairchild Advanced CMOS Technology 1，TTL电平： 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平 是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。 2，CMOS电平： 1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。 3，电平转换电路： 因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以互相连接时需 要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。哈哈 4，OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱 动门电路。 5，TTL和COMS电路比较： 1）TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。 2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。 COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。 COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常
5V-3.3V电平转换方案
2013年1月8日 15:17 源文档
3.3V转5V的双向电平转换电路
3.3V转5V的双向电平转换电路 说说所有的电平转换方法，你自己参考～ (1) 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(3.3V→5V) 凡是输入与5V TTL 电平兼容的5V CMOS 器件都可以用作3.3V→5V 电平转换。 ——这是由于3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如74xHCT(HCT/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(5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) 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0~5.5V"，如果采用3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V 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，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 算是凑数，有人提出用这个而已，还有什么运放法就太恶搞了。 那位说的可以～但我分析你也不是非要芯片不可吧？尽量节约成本啊～ 3.3V转5V 电平转换方法参考 电平转换
5V到3V3的电平转换-串口通信
5V到3V3的电平转换-串口通信 一、电平转换电路 下面来分析一下电路的设计思路： https://www.360docs.net/doc/985912689.html,/BLOG_ARTICLE_244240.HTM 首先声明一下：这个电路是从3V3的角度考虑的！ 1、接收通道 我们首先来明确一下数据流向（其实就是电平驱动方向），接收通道是由5V方驱动的（Source），3V3方只是取电平（Sink），因此TXD5V作为此通道的输入方，RXD3V3作为通道的输出方。 我们知道，三极管（开关型）集电极输出驱动能力不错，我们就设计为集电极输出；但是，只有一个三极管是不行的，因为集电极输出的时候，基极电平和集电极逻辑是相反的；那么，加一个反相器？没必要，那是另外一种电平转换的方法了，我们只需要再使用一个三极管，基极接前级输出就可以了。这样，逻辑转换就完成了，当输入低电平时，Q1截止，集电极输出高电平，Q2导通，集电极输出低电平。同理，高电平分析是一样的。 逻辑转换完成了，那么就是电平的问题了。这很好解决，输入方为5V逻辑，那么就给它一个VCC5，3V3逻辑高电平需要一个3V3，那么就给一个VCC3V3；OK！ 2、发送通道 分析完接收通道，发送通道的原理其实也是一样的，就不详细介绍了。 3、结论 其实如果稍微熟悉电子电路知识的人看来，这个电路实在太简单，正因为如此，我才要强调，基础很重要！否则，一个系统的设计会在这些小地方卡住。 二、电平问题： 单片机手册————电气特性 常用逻辑电平：12V，5V，3.3V； 1.TTL电平： 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。
电平转换方法
常用的电平转换方案 (1) 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 (3.3V→5V) 凡是输入与 5V TTL 电平兼容的 5V CMOS 器件都可以用作 3.3V→5V 电平转换。 ——这是由于 3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而 CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如 74xHCT(HCT/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 (5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) 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0~5.5V"，如果采 用 3.3V 供电，就可以实现 5V→3.3V 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，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
CMOS电平转换电路详解
CMOS电平转换电路详解 COMS集成电路是互补对称金属氧化物半导体（Compiementary symmetry metal oxide semicoductor）集成电路的英文缩写，电路的许多基本逻辑单元都是用增强型PMOS晶体管和增强型NMOS管按照互补对称形式连接的，静态功耗很小。 COMS电路的供电电压VDD范围比较广在+5~+15V均能正常工作，电压波动允许10，当输出电压高于VDD-0.5V时为逻辑1，输出电压低于VSS+0.5V（VSS为数字地）为逻辑0。CMOS电路输出高电平约为0.9Vcc，而输出低电平约为0.1Vcc.当输入电压高于VDD-1.5V时为逻辑1，输入电压低于VSS+1.5V（VSS为数字地）为逻辑0。 TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑1，0V 等价于逻辑0，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。 标准TTL输入高电平最小2V，输出高电平最小2.4V，典型值3.4V，输入低电平最大0.8V，输出低电平最大0.4V，典型值0.2V（输入H》2V，输入L《0.8V;输出H 》2.4V（3.4V），输出L《0.4V（0.2V）。 CMOS电平是数字信号还是模拟信号？CMOS电平是数字信号，COMS电路的供电电压VDD范围比较广在+5--+15V均能正常工作，电压波动允许10，当输出电压高于VDD-0.5V 时为逻辑1，输出电压低于VSS+0.5V（VSS为数字地）为逻辑0，一般数字信号才是0和1 。 cmos电平转换电路1、TTL电路和CMOS电路的逻辑电平 VOH：逻辑电平1 的输出电压 VOL：逻辑电平0 的输出电压 VIH ：逻辑电平1 的输入电压 VIH ：逻辑电平0 的输入电压 TTL电路临界值：
常见电平转换芯片
常用的一些电平转换芯片 芯片描述电压范围位数是否双电源 SN74AVC1T45 具有可配置电压转换和 3 态输出的单位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 1 双电源 SN74LVC1T45 具有可配置电压转换和 3 态输出的单位双电源总线收发器 1.65 5.5 两者兼有 1 双电源 SN74AVCH2T45 具有可配置电压转换和 3 态输出的双位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 2 双电源 SN74LVC2T45 具有可配置电压转换和 3 态输出的双位双电源收发器 1.65 5.5 两者兼有 2 双电源 SN74AVC2T45 具有可配置电压转换和 3 态输出的双位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 2 双电源 SN74AVCH4T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 4 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 4 双电源SN74AVC4T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 4 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 4 双电源 SN74AVCH8T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 8 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 8 双电源SN74LVC8T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 8 位双电源总线收发器 1.65 5.5 两者兼有 8 双电源SN74AVC8T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 8 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 8 双电源 SN74LVC16T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 16 位双电源总线收发器 1.65 5.5 两者兼有 16 双电源SN74AVC16T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 16 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 16 双电源SN74AVC20T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 20 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 20 双电源SN74AVC24T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 24 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 24 双电源SN74AVC32T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 32 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 32 双电源SN74TVC3306 双路钳位电压 0.8 5.0 两者兼有 2 FET 开关 SN74TVC3010 10 位钳位电压 0.8 5.0 两者兼有 10 FET 开关 SN74TVC16222A 22 位钳位电压 0.8 5.0 两者兼有 22 FET 开关
常用接口电平
电平标准一览 TTL——Transistor-Transistor Logic HTTL——High-speed TTL LTTL——Low-power TTL STTL——Schottky TTL LSTTL——Low-power Schottky TTL ASTTL——Advanced Schottky TTL ALSTTL——Advanced Low-power Schottky TTL FAST(F)——Fairchild Advanced schottky TTL CMOS——Complementary metal-oxide-semiconductor HC/HCT——High-speed CMOS Logic(HCT与TTL电平兼容) AC/ACT——Advanced CMOS Logic(ACT与TTL电平兼容)（亦称ACL） AHC/AHCT——Advanced High-speed CMOS Logic(AHCT与TTL电平兼容) FCT——FACT扩展系列，与TTL电平兼容 FACT——Fairchild Advanced CMOS Technology 1，TTL电平： 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平 是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。 2，CMOS电平： 1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。 3，电平转换电路： 因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以互相连接时需要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。哈哈 4，OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱 动门电路。 5，TTL和COMS电路比较： 1）TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。 2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。 COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。 COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常 现象。
常用的电平转换芯片
常用的电平转换芯片，一般用于串口通信。 由于电脑串口输出电压高达12V，直接与单片机连接会烧坏芯片。所以用MAX232来进行电平转换。 MAX232芯片采用单+5V电源供电，仅需几个外接电容即可完成从TTL到RS232电平的转换，共两路。典型电路如图所示。只需要连单片机的RXD（3.0）和TXD（3.1）管脚即可。 51单片机串口通信测试程序如下： #include
while (TI== 0); TI= 0 ; } //串口接收中断函数 void serial () interrupt 4 using 3 { if (RI) { RI = 0 ; ch=SBUF; read_flag= 1 ; //就置位取数标志 } } main() { init_serialcom(); //初始化串口 while ( 1 ) { if (read_flag) //如果取数标志已置位，就将读到的数从串口发出 {
各种电平标准
DDR内存采用的是支持2.5V电压的SSTL2标准 而对于比较老一些的SDRAM内存来说它支持的则是3.3 V的LVTTL标准. 现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，还有一些速度比较高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。下面简单介绍一下各自的供电电源、电平标准以及使用注意事项。 TTL：Transistor-Transistor Logic 三极管结构。 Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。 因为2.4V与5V之间还有很大空闲，对改善噪声容限并没什么好处，又会白白增大系统功耗，还会影响速度。所以后来就把一部分“砍”掉了。也就是后面的LVTTL。 LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。 3.3V LVTTL：Vcc：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。 2.5V LVTTL：Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。 更低的LVTTL不常用就先不讲了。多用在处理器等高速芯片，使用时查看芯片手册就OK了。 TTL使用注意：TTL电平一般过冲都会比较严重，可能在始端串22欧或33欧电阻；TTL 电平输入脚悬空时是内部认为是高电平。要下拉的话应用1k以下电阻下拉。TTL输出不能驱动CMOS输入。 CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。 Vcc：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V。 相对TTL有了更大的噪声容限，输入阻抗远大于TTL输入阻抗。对应3.3V LVTTL，出现了LVCMOS，可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。 3.3V LVCMOS： Vcc：3.3V；VOH>=3.2V；VOL<=0.1V；VIH>=2.0V；VIL<=0.7V。 2.5V LVCMOS： Vcc：2.5V；VOH>=2V；VOL<=0.1V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。 CMOS使用注意：CMOS结构内部寄生有可控硅结构，当输入或输入管脚高于VCC一定
典型电平转换电路方案分析
典型电平转换电路方案分析
英联半导体电平转换芯片产品线 低成本 UM2001 1Ch UM2002 2Ch UM3212 2Ch 通用型 (应用于Push-Pull/Open-Drain端口) UM3202 2Ch UM3204 4Ch 高速 (应用于Push-Pull端口 ) UM3301 1Ch UM3302 2Ch UM3304 4Ch UM3308 8Ch
2种外部端口形式 (a) push-pull推挽输出(b) open-drain开漏输出
电平转换方案1：分立MOSFET 工作原理分析： （1）两端均不被总线拉低时，VGS=0，管子截止分别被上拉至不同电平，实现高电平的双向传输； （2）An 端首先被总线拉低，VGS=VCCA ，管子导通，Bn 被拉低，实现An 到Bn 低电平传输； （3） Bn 端首先被总线拉低，通过寄生二极管，An 被瞬间拉低，VGS 变高，管子导通，An 最终被Bn 拉 低至相同的低电平，实现Bn 到An 低电平传输。 低电压端 高电压端 优点： ? 比较灵活，通道数量随意； ? 价格较低； 缺点： ? 速率低：一般推荐在几百KHz 频率以下使用； ? 可靠性一般：噪声容限差，延时较大，通道间一致性不好； ? 大部分MOSFET 无ESD 防护性能； ? PCB 占用面积较大；
高电压端信号隔离原理分析： ?若VCCB 断电，Q3Q4截止，Bn 信号被隔离开出来，An 端通讯不受影响； 电平转换方案2：分立MOSFET （隔离） 低电压端 高电压端 优点： ? 比较灵活，通道数量随意； ? 支持高电压端断电隔离； 缺点： ? 速率低：一般推荐在几百KHz 频率以下使用； ? 可靠性一般：噪声容限较差，延时较大，通道间一致性不好； ?大部分MOSFET 无ESD 防护性能； ? 元件数量多，BOM 成本、贴片成本较高； ? PCB 占用面积较大，布线复杂；
常用电平转换芯片
芯片描述电压范围位数是否双电源 SN74AVC1T45 具有可配置电压转换和 3 态输出的单位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 1 双电源 SN74LVC1T45 具有可配置电压转换和 3 态输出的单位双电源总线收发器 1.65 5.5 两者兼有 1 双电源 SN74AVCH2T45 具有可配置电压转换和 3 态输出的双位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 2 双电源 SN74LVC2T45 具有可配置电压转换和 3 态输出的双位双电源收发器 1.65 5.5 两者兼有 2 双电源 SN74AVC2T45 具有可配置电压转换和 3 态输出的双位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 2 双电源 SN74AVCH4T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 4 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 4 双电源SN74AVC4T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 4 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 4 双电源 SN74AVCH8T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 8 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 8 双电源SN74LVC8T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 8 位双电源总线收发器 1.65 5.5 两者兼有 8 双电源SN74AVC8T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 8 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 8 双电源 SN74LVC16T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 16 位双电源总线收发器 1.65 5.5 两者兼有 16 双电源SN74AVC16T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 16 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 16 双电源SN74AVC20T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 20 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 20 双电源SN74AVC24T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 24 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 24 双电源SN74AVC32T245 具有可配置电压转换和 3 态输出的 32 位双电源总线收发器 1.2 3.6 两者兼有 32 双电源SN74TVC3306 双路钳位电压 0.8 5.0 两者兼有 2 FET 开关 SN74TVC3010 10 位钳位电压 0.8 5.0 两者兼有 10 FET 开关 SN74TVC16222A 22 位钳位电压 0.8 5.0 两者兼有 22 FET 开关
常用的电平转换方案
常用的电平转换方案 1，TTL电平(什么是TTL电平)： 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。 2，CMOS电平： 1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。 3，电平转换电路： 因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以互相连接时需要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。哈哈 4，OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。 5，TTL和COMS电路比较： 1）TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。 2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50n s),但功耗低。COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。3）COMS电路的锁定效应： COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。 防御措施：1）在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过不超过规定电压。 2）芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端出现瞬间的高压。 3）在VDD和外电源之间加线流电阻，即使有大的电流也不让它进去。 4）当系统由几个电源分别供电时，开关要按下列顺序：开启时，先开启COMS电路得电源，再开启输入信号和负载的电源；关闭时，先关闭输入信号和负载的电源，再关闭COMS电路的电源。 6，COMS电路的使用注意事项 1）COMS电路时电压控制器件，它的输入总抗很大，对干扰信号的捕捉能力很强。所以，不用的管脚不要悬空，要接上拉电阻或者下拉电阻，给它一个恒定的电平。 2）输入端接低内组的信号源时，要在输入端和信号源之间要串联限流电阻，使输入的电流限制在1mA之内。3）当接长信号传输线时，在COMS电路端接匹配电阻。 4）当输入端接大电容时，应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。5）COMS的输入电流超过1mA，就有可能烧坏COMS。 7，TTL门电路中输入端负载特性（输入端带电阻特殊情况的处理）： 1）悬空时相当于输入端接高电平。因为这时可以看作是输入端接一个无穷大的电阻。 2）在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平，输入端出呈现的是高电平而不是低电平。因为由TTL门电路的输入端负载特性可知，只有在输入端接的串联电阻小于910欧时，它输入来的低电平信号才能被门电路识别出来，串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电平。这个一定要注意。COMS门电路就不用考虑这些了。 8，TTL电路有集电极开路OC门，MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门，它的输出就叫做开漏输出。