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ARM核心板之--电平转换电路(上)

电子工程师在电路设计过程中,经常会碰到处理器mcu的i/o电平与模块的i/o电平不相同的问题,为了保证两者的正常通信,需要进行电平转换。以下,我们将针对电平转换电路做出详细的分析。
对于多数mcu,其引脚基本上是cmos结构,因此输入电压范围是:高电平不低于0.7vcc,低电平不高于0.3vcc。
但在介绍电平转换电路之前,我们需要先来了解以下几点:
⒈解决电平转换问题,zui根本的就是要解决电平的兼容问题,而电平兼容原则有两条:①voh>vih②vol图1阈值电压
⒉对于多电源系统,某些器件不允许输入电平超过电源电压,针对有类似要求的器件,电路上应适当做些保护。
⒊电平转换电路会影响通信速度,所以使用时应当注意通信速率上的要求。
⒋不同转换方式的驱动能力有所不同,在选择上应适当地加以考虑。
⒌当需要转换的路数较多时,转换方式选择不当将会导致元器件较多,或布线不方便。
下面通过致远电子miniarm核心板的实例来给大家分享常用的电平转换电路方法。
1.电阻分压法
电阻分压法是zui简便的一种方法,该电路的工作方式是对逻辑电平高的进行分压。以miniarm核心板与gprs模块通信为例。miniarm核心板io电平为3.3v,而gprs模块的io电平为2.8v,两者之间通信时可以用图2来实现电平匹配。
图2电阻分压法
对电阻分压的转换电路进行测试,转换后波形如图3所示。
图3电平转换波形
2.二极管钳位法
使用二极管来实现电平匹配,以miniarm核心板与gprs模块为例。
图4二极管钳位法
当gprs模块txd为高电平时,由于二极管d2的钳位作用,miniarm的rxd会得到2.8v+vf高电平电压。
当miniarm的txd为高电平时,由于二极管d1的钳位作用,gprs模块的rxd会得到2.8v+vf高电平电压.
使用该电路应注意:
1.miniarm的txd输出端串联电阻r1的作用是限流,同时r1会限制两者之间的通信速度。
2.miniarm的txd输出端会通过二极管d1向gprs模块的vdd_ext电源输入电流,防止vdd_ext过压。
3.gprs模块txd的volzui大值为0.1v,当输出低电平时,由于二极管的钳位作用,miniarm的rxd的电压是0.1v+vf,该低电压应低于vil。
先为大家介绍以上两种电平转换电路,后续将介绍其他几种方法。
miniarm工控核心板具有强大的功能和可靠的稳定性,通过选用该系列核心板进行产品开发,可以使得用户的产品开发流程更短、开发的产品更具可靠。其简要描述如下表所示:
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