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怎么利用MOS管進(jìn)行單,雙向電平轉(zhuǎn)換介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2024-12-17 18:17:39
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怎么利用MOS管進(jìn)行單,雙向電平轉(zhuǎn)換介紹
當(dāng)兩個(gè)CPU供電電壓不一致時(shí),需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換以避免信號(hào)傳輸錯(cuò)誤和芯片損壞。利用MOS管可實(shí)現(xiàn)單、雙向電平轉(zhuǎn)換。單向轉(zhuǎn)換中,MOS管控制數(shù)據(jù)傳輸方向;雙向轉(zhuǎn)換中,MOS管根據(jù)輸入電平狀態(tài)導(dǎo)通或關(guān)閉,實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。上拉電阻用于提供IO口所需電壓并限流。
如何利用MOS管進(jìn)行單、雙向電平轉(zhuǎn)換?
什么是電平轉(zhuǎn)換?
現(xiàn)在有兩個(gè)芯片,一個(gè)是5V,另一個(gè)是3.3V,要想在這兩者之間進(jìn)行通訊,建立連接關(guān)系,就需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。
MOS管進(jìn)行單,雙向電平轉(zhuǎn)換
為什么需要電平轉(zhuǎn)換?
當(dāng)兩個(gè)CPU供電電壓不一致時(shí),在電平不匹配的情況下,容易造成信號(hào)傳輸出錯(cuò)。如果兩者電壓相差太大的話,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞芯片。
電平轉(zhuǎn)換主要針對(duì)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的CPU之間的通訊轉(zhuǎn)換,可以分為單向轉(zhuǎn)換和雙向轉(zhuǎn)換。
那么,如何利用單個(gè)MOS管來進(jìn)行單向轉(zhuǎn)換和雙向轉(zhuǎn)換呢?
下面分享兩個(gè)電路。
單向電平轉(zhuǎn)換電路
MOS管進(jìn)行單,雙向電平轉(zhuǎn)換
1.數(shù)據(jù)傳輸方向:TXD-2傳到RXD-1
當(dāng)TXD-2輸出為低電平時(shí),二極管D1導(dǎo)通,RXD-1被拉低;
當(dāng)TXD-2輸出為高電平5V時(shí),二極管D1截止,RXD-1被拉高到3.3V高電平;
2.數(shù)據(jù)傳輸方向:TXD-1傳到RXD-2
當(dāng)TXD-1為低電平時(shí),MOS管Q1導(dǎo)通,RXD-2被拉低;
當(dāng)TXD-1為高電平3.3V時(shí),MOS管Q1截止,RXD-2被拉高到5V高電平。
雙向電平轉(zhuǎn)換電路
MOS管進(jìn)行單,雙向電平轉(zhuǎn)換
1. 當(dāng)SDA1輸出高電平時(shí),MOS管Q1的Vgs = 0,MOS管關(guān)閉,SDA2被電阻R3上拉到5V。
2. 當(dāng)SDA1輸出低電平時(shí):MOS管Q1的Vgs = 3.3V,大于導(dǎo)通電壓,Q1管導(dǎo)通,SDA2通過Q1被拉到低電平
3、當(dāng)SDA2輸出高電平時(shí):MOS管Q1的Vgs不變,Q1保持關(guān)閉,SDA1被電阻R2上拉到3.3V。
4、當(dāng)SDA2輸出低電平時(shí):MOS管Q1不導(dǎo)通,但由于MOS管Q1的體二極管,將SDA1拉低到低電平,此時(shí)Vgs≈3.3V,MOS管Q1導(dǎo)通,進(jìn)一步拉低了SDA1的電壓。
注意:
我們用了3.3V和5V來舉例子,當(dāng)換成其它電壓值時(shí),需要考慮到MOS管的Vgs開啟導(dǎo)通電壓 。
此外,這里的高電平接近或者等于電源電壓,因此3.3V器件的高電平會(huì)接近或等于高電平,5V電壓則接近或等于5V。
具體限定要看IC手冊(cè)如何限定這個(gè)范圍。
上拉電阻作用:將電壓上拉給IO口使用,同時(shí)起到限流的作用。
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