常用的电平转换方法

在电路设计过程中，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。

几个关键问题：

1 解决电平转换问题，最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 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。

查了几个比较常用且方便的电平匹配方法，一般而言，在芯片手册上会有电平匹配的推荐电路：

1.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；

2.二极管钳位法；

    3.3V到5V的转换：

    图示电路中，当3.3V系统输出低电平时，由于K2的钳位作用，使得5V输出端会得到0.7V~1.2V的低电压，低于其最高不超过1.5V的低电平阈值。当3.3V系统输出高电平时，由于K1的钳位作用，使5V输出端会得到约4V的高电平电压，高于其最低不低于3.5V的高电平阈值。该电路方法比较简单，能够很方便的实现电平转换，完全满足一般的开关量输入/输出对传输速率的要求，而且能够满足9600，19200等常用通讯传输速率，使用这种方法都没有问题。

   

    5V到3.3V的转换

    如图所示，利用二极管的钳位作用，将5V电平转换为3.3V电平，选用低压降的肖特基二极管完全可以把输出高电平电压限制在3.5V以内。R1的作用是限流，但串联了限流电阻R1会降低输入开关的速度，不过，对于一般的开关量输入/输出完全满足要求，同样能够满足9600，19200等常用通讯传输速率通讯电路的要求。采用此电路时，如果电阻R1选择的过小会通过二极管K1向3.3V电源输入电流，电流过高的话可能会使3.3V电源电压略微升高，计算电阻R1时需加注意。

3.晶体管+上拉电阻；

       当GPRS模块TXD为高电平时，由于Q1的Ve=Vb，三极管截止，上拉电阻R1将MiniARM的RXD拉高到高电平。
　　
　　当GPRS模块TXD为低电平时，由于Q1的Ve 　　
　　当MiniARM的TXD为高电平时，由于Q2的Ve>Vb，三极管截止，上拉电阻R5将GPRS模块的RXD拉到高电平。
　　
　　当MiniARM的TXD为低电平时，由于Q2的Ve 　　
　　在选择集电极上拉电阻的阻值时，需要考虑输入的通信速率和上拉电阻上的电流消耗。减小上拉电阻阻值，可以提高通信速度，获取更短的开关时间，但却增大了低电平时电阻上的电流消耗。增大电阻阻值，开关时间延长，通信速度降低。

4.MOS管+上拉电阻；

采用MOSFET器件实现电平转换，该设计方法跟方法3相似。

5.电平转换芯片.成本较高。