我們做板子經(jīng)常碰到各種芯片接口或模塊之前有種不同的電壓域，要實(shí)現(xiàn)不同電壓域之間的通信，我們就會(huì)使用到電平轉(zhuǎn)換電路，今天分享5種常用電平轉(zhuǎn)換電路，看看你用過哪些？ 

1.集成IC組成的雙向電平轉(zhuǎn)換電路       

某些信號(hào)轉(zhuǎn)換對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)換速率要求較高，或者當(dāng)我們對(duì)布板空間有限制的，性功要求穩(wěn)定，可靠性要求高，此時(shí)我們就可以結(jié)合成本需求，此時(shí)我們將優(yōu)先選擇集成芯片。如下圖所示為TI的4通道雙向帶自動(dòng)方向檢測的電平轉(zhuǎn)換芯片。其它常用電平轉(zhuǎn)換芯片廠家：NXP，MAXIM,ADI,Union(國產(chǎn))，SGMICRO(國產(chǎn))等等。 注意;部分集成芯片兩個(gè)電源軌的電壓域范圍以及不同接口支持的速率均有不同，如下圖規(guī)格書描述

2.由MOS管構(gòu)成的雙向電平轉(zhuǎn)換電路       

下圖是由NMOS管組成的1.8-3.3V電平轉(zhuǎn)換，是我目前正在做的一個(gè)項(xiàng)目所使用的電路，左側(cè)為CPU端1.8V的電壓域UART信號(hào)，右側(cè)為電壓域3.3V的RS232串口芯片。   

注意:MOS管的開關(guān)速率與開啟電壓是選型時(shí)的重要參考參數(shù), 低壓部分的電壓必須大于MOS管的閾值才能夠完全打開MOS管,BSS138的VGS(th)為0.8V-1.6V.開關(guān)速率為nS級(jí)。 工作原理分析：(1)當(dāng)左側(cè)電平為1.8V時(shí)，MOS管不導(dǎo)通，右側(cè)被3.3V上拉輸出高電平。(2)當(dāng)左側(cè)為低電平0V時(shí)，MOS管DS導(dǎo)通，右側(cè)被拉低輸出低電平。(3)當(dāng)右側(cè)電平為3.3V時(shí)，MOS管不導(dǎo)通，左側(cè)被1.8V上拉輸出高電平。(4)當(dāng)右側(cè)為低電平0V時(shí)，MOS管體二極管導(dǎo)通，左側(cè)通過體二極管被拉低輸出低電平。 

 以下波形為以上MOS管電平轉(zhuǎn)換電路實(shí)測波形，串口波特率為115200.下圖為設(shè)備起動(dòng)，CPU側(cè)UART_TX 輸出所測得波形。

 下圖為在串口工具端，連續(xù)發(fā)送信號(hào)所測到UART_RX波形

3.由三極管構(gòu)成的單相電平轉(zhuǎn)換電路 

下圖是由NPN三極管構(gòu)成的單相電平轉(zhuǎn)換電路，數(shù)據(jù)流向如下圖箭頭方向所指（從左到右），此電路左側(cè)為CPU端1.8V的電壓域UART信號(hào)，右側(cè)為電壓域3.3V的RS232串口芯片。此電路對(duì)輸入和輸出電平的高低沒有要求，適用性較好。 

注意:轉(zhuǎn)換后的輸出低電平為三極管的飽和壓降，對(duì)于輸出低電平電壓幅度有較嚴(yán)格的要求，NPN管需要選用飽和壓降小些的管子。以下為兩種不同型號(hào)的參數(shù)對(duì)比。

工作原理分析：

(1)當(dāng)UART_TX_0為高電平時(shí)，三級(jí)管截止，左側(cè)被上拉到3.3V輸出高電平。

(2)當(dāng)UART_TX_0為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，左側(cè)被三極管導(dǎo)通拉低輸出低電平。 

 4.由二極管構(gòu)成的單相電平轉(zhuǎn)換電路

下圖是由二極管構(gòu)成的單相電平轉(zhuǎn)換電路，數(shù)據(jù)流向如下圖箭頭方向所指（從右到左），此電路左側(cè)為CPU端1.8V的電壓域UART信號(hào)，右側(cè)為電壓域3.3V的RS232串口芯片。

注意：當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出為低時(shí)，二極管導(dǎo)通，RX通過二極管被拉至低電平，不過此時(shí)的低電平為二極管的正向?qū)▔航担@個(gè)值一定要在CPU所能識(shí)別的低電平范圍之內(nèi)。此電路僅能應(yīng)用在輸入信號(hào)電平大于輸出信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換。考慮通信速率與低電平電壓幅值，二極管選用高速肖特基二極管，并且VF盡量小。

工作原理分析：

(1)當(dāng)右側(cè)為高電平，二極管截止，左側(cè)被1.8V上拉，輸出高電平

(2)當(dāng)右側(cè)為低電平，二極管導(dǎo)通，左側(cè)被二極管導(dǎo)通下拉，輸出低電平 

5.電阻分壓構(gòu)成的單向電平轉(zhuǎn)換電路 

下圖是SPI總線的MI_SO 信號(hào)線，左側(cè)為2.5V CPU SPI接口，左側(cè)為3.3V SPI Flash,為匹配CPU側(cè)2.5V電平，我們采用兩個(gè)電阻分壓實(shí)現(xiàn)。這個(gè)電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。 

注意：因?yàn)閮尚酒_之間存在電壓差且中間只串有電阻，所以會(huì)有電流的流動(dòng)造成兩芯片相互影響。同時(shí)因?yàn)槭褂昧舜笞柚档碾娮瑁娐返膫鬏旑l率和驅(qū)動(dòng)電流受限。串聯(lián)電阻選擇不易過大，否則信號(hào)容易失真。