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〜

（i）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。

⑵OC/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。

⑶74xHCT系列芯片升压 （3.3V宀5V）

凡是输入与 5V TTL电平兼容的 5V CMOS 器件都可以用作 3.3V宀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 （5VT3.3V, 3.3V 宀 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

（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 5VT3.3V 电平转换。 （5） 专用电平转换芯片

最著名的就是 1245，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

人），因此若非必要，最好用前两个方案。 ⑹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。 ⑺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 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 的，就不需要任何转换，这相当于隐含适用了方法 （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。

3）。

TTL兼容

（俺前不久买还是Y 45/片，虽是零售，也贵的吓

（如

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

晶体管+上拉电阻法

就是一个双极型三极管或 MOSFE，T 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5VTTL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 ( 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 1245，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Y 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 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 < VIL

再简单不过了！当然，考虑抗干扰能力，还必须有一定的噪声容限： |VOH-VIH| > VN+ |VOL-VIL| > VN-

其中，VN刑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 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) —— 1245。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 (245,1,16245...)

，或者用方案 (5) 。

(6) 成本 &供货

前面说的 1245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（即只用一 对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为 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。（具体数值可能有误，回头测试一下！）

当在收端AB之间有大于+200mV勺电平时，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2.0V〜5V为逻辑正，0〜0.8V为逻辑负 CMO电路的电平是多少？ CMO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 VCC〜VCC； 输入逻辑 0 电平电压小于电源电压的 1/2 VCC 〜 gnd； 高电平低电平是什么意思

3〜7kQ。所以RS-232适合本

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（ Vih ）：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（ Vil ）：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（Voh）: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（Vol）: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CMO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 ,输入低电平对于一般的逻辑电平，以上参数的关系如下: Voh > Vih > Vt > Vil > Vol 。

6: Ioh :逻辑门输出为高电平时的负载电流（为拉电流）。 7: Iol :逻辑门输出为低电平时的负载电流（为灌电流）。 8: Iih :逻辑门输入为高电平时的电流（为灌电流）。 9: Iil :逻辑门输入为低电平时的电流（为拉电流）。

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、CMOBECL门分别称为集电极开路（OC、漏极 开路（0D、发射极开路（0E，使用时应审查是否接上拉电阻（OG 0D门） 或下拉电阻（0E门），以及电阻阻值是否合适。对于集电极开路（ 0G门，其 上拉电阻阻值RL应满足下面条件：

（1） ： RL < （VGG－Voh）/（n*Ioh ＋m*Iih ）

（2） ： RL > （VGG－Vol）/ （ Iol ＋m*Iil ） 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、CMOSLVTTL EGL PEGL GTL RS232 RS422 LVDS 等。

•其中TTL和CMOS勺逻辑电平按典型电压可分为四类：5V系列（5V TTL 和 5V GM0）S 3.3V 系列， 2.5V 系列和 1.8V 系列。

• 5V TTL和5V CMO逻辑电平是通用的逻辑电平。 •

辑电平被称为低电压逻辑电平，常用的为

•低电压的逻辑电平还有 2.5V 和 1.8V 两种。 • ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。

• RS422/485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

3.3V及以下的逻LVTTL电平。