什么是电平转换

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小课堂，总结一下常用的电平转换威廉希尔官方网站
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前言

一、二极管电平转换威廉希尔官方网站

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二、三极管电平转换威廉希尔官方网站

2.1 威廉希尔官方网站 一

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2.2 威廉希尔官方网站 二

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三、MOS管电平转换威廉希尔官方网站

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四、电平转换芯片

结语

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威廉希尔官方网站 小课堂时间到，今天我们要聊的是 电平转换威廉希尔官方网站 。

那么什么是电平转换？为什么需要电平转换？

简单说明一下，在我们设计的威廉希尔官方网站 中，不同芯片的引脚使用的电压不同，比如常见的1.8V、3.3V、5V等，在两种不同电压芯片引脚之间进行通讯时候，我们需要使得两边的电平都符合自身的需求且能够进行正常的通讯，这就叫电平转换。

因为不同电压芯片之间的通讯存在电平不匹配的问题，同时如果通讯的两端压差过大也可能会损坏芯片引脚，所以我们需要进行电平转换。

一般来说，我们进行电平转换，主要考虑的有信号传输的速度以及信号的方向问题。

本文根据博主实际项目经验，总结一些我们常用的电平转换威廉希尔官方网站 。

一、二极管电平转换威廉希尔官方网站

二极管电平转换威廉希尔官方网站 ，其实我自己并不常用，只是以前测试使用过：

使用此威廉希尔官方网站 需要注意转换的方向，高电压端和低电压端不可调换。

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当输入端 3.3V_IN 为低电平时，D1导通，输出端 1.8V_OUT 为低电平，实现两端都为低电平。

当输入端 3.3V_IN 为高电平时，D1截止，输出端 被 R1 上拉至 1.8V ，为高电平，实现两端都为高电平。

因为确实没有实际产品用过，所以不太好评价 = =！。

二、三极管电平转换威廉希尔官方网站

三极管实现电平转换，有点类似二极管，一样需要注意方向。

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第一种威廉希尔官方网站 如下：

此例子为博主使用过的4G模块与 STM32 通讯使用过的威廉希尔官方网站 。

上图中上面部分三极管基区的电压 VDD_EXT 没用错，以上图为例，这个基区电压给 VDD_MCU 或者 VDD_EXT 都是可以的。但是下面部分的威廉希尔官方网站 三极管基区的电压必须是 VDD_EXT 。

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当输入端为 低电平 0V的时候，三极管导通，输出端 与输入端导通，输出端被拉低到接近0V，实现两端都为低电平。

当输入端为 高电平的时候，三极管截止， 输出端 靠着上拉电阻（上图中的 R17、R19），变成高电平，实现两端都被高电平。

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三极管电平转换威廉希尔官方网站 第二种方式：

此例子为博主使用过的信号采集威廉希尔官方网站 ，外接的信号最高电压为1.8V，为了保证STM32能够稳定的接收到，使用此威廉希尔官方网站 将外接的信号转化为稳定的高低电平。

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当输入 S_IN 为低电平时，三极管 Q1关断，三极管 Q2 基极为高电平，导致 Q2 导通，输出端 S_OUT被拉低，实现两端都为低电平。

当输入 S_IN 为高电平 (VDD_EXT) 时，三极管 Q1 导通，三极管Q2关断，输出端 S_OUT 被 R4 拉高到 VDD_MCU，实现两端都为高电平。

三极管电平转换威廉希尔官方网站 ，便宜实用，但是只能单向转化。而且不适用于波特率过高的应用（大概大于 400Kbps 就不建议用了）。

三、MOS管电平转换威廉希尔官方网站

讲过二极管，三极管，最后还是有MOS管，不得不说MOS在当下的应用之广泛，而且下面这个电平转换，是博主用得最多的，MOS管双向电平转换威廉希尔官方网站 ：

此例子为博主使用过的1.8V单片机与 传感器 I2C 通讯威廉希尔官方网站 。

注意事项：

1、该威廉希尔官方网站 只能用于收发双方都是开集（Open Collector, OC）或开漏（Open Drain, OD）结构输出的双向信号线。比如常见的I2C通讯。

2、VCC_S1 <= VCC_S2

3、MOS管导通电压门限（Vth(GS)里面的最大值）需要小于低电源电压。

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我们使用上图来简单分一下威廉希尔官方网站 ：

从左向右看

当 S1A 为高电平 (VCC_S1) 时候，MOS管 VGS = 0， NM1 不导通，S2A 处电平被 R11 上拉为高电平(VCC_S2)，S2A也为高电平。两端都为高电平。当 S1A 为低电平 时候，MOS管 VGS = VCC_S1， NM1 导通，S2A 的电平与 S1A相等，为低电平。两端都为低电平。

从右向左看

这里说明一下开漏输出，由于有上拉电阻，所以没有外部影响的正常情况下，S1A 和 S2A 默认都会是高电平。

当 S2A 为高电平 (VCC_S2) 时候：

假设左侧 S1A 为高电平（因为是开漏输出，所以左侧一般来说被 R10 上拉至高电平 (VCC_S1)，除非线上有低电平拉低，这里我们仍然分两种情况论），MOS管 VGS = 0， NM1 不导通，左侧依然被R10 上拉至高电平 (VCC_S1)。两端都为高电平。

假设左侧 S1A 为低电平（正常不会发生，原因就是开漏输出），MOS管 VGS = VCC_S1， NM1 导通，S2A 为高电平，所以会导致 S1A 电压上升，等 S1A 上升到 VCC_S1 的时候，NM1 截止，两端都变成高电平（除非开始使得 S1A 为低电平的外界因数一直存在，这是外部的问题不做过多讨论）。

当 S2A 为低电平时候：

正常情况下左侧 S1A 为高电平(VCC_S1)，MOS管 VGS = 0， NM1 不导通，但是由于 MOS 管的寄生二极管，会把 S1A 下拉至低电平（这个低电平不是0V，是比 S2A 高一个二极管压降，比如 0.7V），那么VGS =（VCC_S1 - 0.7V），使得 NM1导通，导通以后，那么 S1A 和 S1B 基本相等，两端都为低电平。

如果 S1A 开始就为低电平（正常不会发生），MOS管 VGS = VCC_S1， NM1 导通，S2A 的电平与 S1A相等，为低电平。两端都为低电平。

最经典的电平转换威廉希尔官方网站 ，双向电平转换。常用于 I2C通讯。不能用于推挽输出的IO口，MOS管的选型需要注意 VGS(th)(开启电压) 要小于通讯两端的需要的电源电压。

四、电平转换芯片

电平转换芯片在我一般项目中用得倒不是很多，一般的项目应用上面的MOS管威廉希尔官方网站 已经可以满足需求。但是在一些高速通讯的场合，就需要用到专用的电平转换芯片。芯片有很多种，单向电平转换、带方向控制的双向电平转换、自动双向电平转换等，一般来说都用上芯片了，肯定会选择自动双向电平转换芯片，然后一些参数在芯片手册都会比较详细的给出，比如 TI 的 TXS0108EPWR：用法也是比较简单的：

成本相对前面较高，但是速度快，双向并且能够自动检测方向，高速低速场合都适用。如果对成本不敏感，电平转换芯片是最稳定可靠的方式。

结语

本文把单片机系统中常用的电平转换威廉希尔官方网站 总结了一遍，同时对于他们的应用场合也给出了例子。

总的来说，本文还是比较简单！当然，博主的威廉希尔官方网站 小课堂就是要把我们平时常用的一些威廉希尔官方网站 做好总结分析，以便于自己和小伙伴们能够在需要的时候找到自己合适的威廉希尔官方网站 。