模组串口电路常见电平匹配方法
模组uart、io、iic、spi等外围接口电平域通常为1.8v、2.8v、3v，主流单片机系统的电平域通常为3.3v和5v，当模组与单片机系统进行数据交互时，由于通信双方电平不匹配，可能导致通信失败、电流倒灌、功耗异常、电压异常等问题。为帮助客户解决此类问题，本文将介绍几种常见的电平匹配方法，建议根据实际情况具体选择。
一、直接连接方式
通信双方直连，中间串联一个限流电阻，如图1（2.8v输出与3.3v输入）。直连需满足以下要求：
①2.8v输出的voh min大于3.3v输入的vih min；
②2.8v输出的vol max小于3.3v输入的vil max。
若通信双方进行直接连接，必须仔细阅读器件规格书，了解mcu和模组的io口输入输出特性及参数；此外，当高电压系统（如5v）输出高时，还应注意低电压系统io 口的耐压值是否满足要求。
图1直接连接
二、电阻分压方式
通信双方利用电阻分压进行电平匹配，将3.3v电平转换为2.8v电平，由电阻分压公式可计算出对应阻值，如图2。应用时应注意在功耗和转换时间之间进行权衡。为了使接口电流的功耗需求最小，r18和r19应尽可能大，但寄生电容的存在会使输入信号的上升和下降时间同步增加，在通信速率较高的情况下，可能导致通信失败。
图2电阻分压
三、二极管钳位方式
通信双方利用二极管的钳位特性进行电平匹配，如图3。
①如果vin>3.3v+vf，则vout=3.3v+vf；
②如果vinvbr，vout=vbr；
②如果vin vgs on，从而使得q1导通，导通后3处的电压即和1基本等电位，故3也为低电平；
③当3为高电平时，mos管截止，1处电压经r1上拉到5v，也为高电平；
④当3为低电平时，vgs=3v，大于mos管开启电压vgson，故mos管导通，将1处电压拉低。
因mos管存在开关速度问题，故此种形式的电平转换电路速率不能过高，一般控制在1mhz以内。对于标准模式100kbit/s或快速模式400kbit/s的i2c总线，该电平转换电路不存在任何限制问题。应用时需要注意：由于体二极管的存在，电压低的io要接s极，电压高的接d极，不能接反。
图8 nmos双向电平转换
八、电平转换专用ic方式
通信双方利用电平转换芯片进行电平匹配，如图9、10。电平转换芯片有单向和双向之分，输出可分为开漏和推挽式，还有通道数可选，如单通道、双通道、四通道、八通道等，一般自带有esd保护，可靠性高。常见型号有：txs0108epwr、txb0102dcur、74lvx3245mtcx等。其优点是转换速率高，性能稳定可靠，具有esd保护，外围器件少，节省pcb空间；缺点是芯片成本较高。
图9电平转换专用ic(1)
图10电平转换专用ic(2)
瞄准智能家居，你需要知道哪些公司？
手机触摸屏失灵的六种解决方法
如何去安装监控摄像头
FLIR声像仪的应用优势
施耐德电气与赛迪共造透明工厂助推智能制造落地
模组串口电路常见电平匹配方法
电动汽车中的高压线束
骨传导式蓝牙耳机哪个牌子好，最好的骨传导耳机音质排行榜
沃尔玛在美国50多家店开始测试超市机器人
Vection收购AR/VR设计平台 为设计师提供完全在VR中创建产品的可能
基于红外遥控的数字调节开关电源设计与实现
华为星河AI网络解决方案荣获AI训练场景最佳实践沙利文“全球技术领导奖”
太阳能浮漂水质监测站的基础支架组成
变流器和变频器的区别
一氧化碳控制系统不要主机有影响吗
变频串联谐振试验装置的耐压试验有哪些注意事项？
七天物联网智能家居实战学习笔记（二）
NVIDIA GTX 1060拆解评测：供电接口亮了！
硬件怎样为打造智慧社区出力
中国联通今年将对局端10G PON进行规模部署2020年将进一步扩大范围
一、直接连接方式
通信双方直连，中间串联一个限流电阻，如图1（2.8v输出与3.3v输入）。直连需满足以下要求：
①2.8v输出的voh min大于3.3v输入的vih min；
②2.8v输出的vol max小于3.3v输入的vil max。
若通信双方进行直接连接，必须仔细阅读器件规格书，了解mcu和模组的io口输入输出特性及参数；此外，当高电压系统（如5v）输出高时，还应注意低电压系统io 口的耐压值是否满足要求。
图1直接连接
二、电阻分压方式
通信双方利用电阻分压进行电平匹配，将3.3v电平转换为2.8v电平，由电阻分压公式可计算出对应阻值，如图2。应用时应注意在功耗和转换时间之间进行权衡。为了使接口电流的功耗需求最小，r18和r19应尽可能大，但寄生电容的存在会使输入信号的上升和下降时间同步增加，在通信速率较高的情况下，可能导致通信失败。
图2电阻分压
三、二极管钳位方式
通信双方利用二极管的钳位特性进行电平匹配，如图3。
①如果vin>3.3v+vf，则vout=3.3v+vf；
②如果vinvbr，vout=vbr；
②如果vin vgs on，从而使得q1导通，导通后3处的电压即和1基本等电位，故3也为低电平；
③当3为高电平时，mos管截止，1处电压经r1上拉到5v，也为高电平；
④当3为低电平时，vgs=3v，大于mos管开启电压vgson，故mos管导通，将1处电压拉低。
因mos管存在开关速度问题，故此种形式的电平转换电路速率不能过高，一般控制在1mhz以内。对于标准模式100kbit/s或快速模式400kbit/s的i2c总线，该电平转换电路不存在任何限制问题。应用时需要注意：由于体二极管的存在，电压低的io要接s极，电压高的接d极，不能接反。
图8 nmos双向电平转换
八、电平转换专用ic方式
通信双方利用电平转换芯片进行电平匹配，如图9、10。电平转换芯片有单向和双向之分，输出可分为开漏和推挽式，还有通道数可选，如单通道、双通道、四通道、八通道等，一般自带有esd保护，可靠性高。常见型号有：txs0108epwr、txb0102dcur、74lvx3245mtcx等。其优点是转换速率高，性能稳定可靠，具有esd保护，外围器件少，节省pcb空间；缺点是芯片成本较高。
图9电平转换专用ic(1)
图10电平转换专用ic(2)
瞄准智能家居，你需要知道哪些公司？
手机触摸屏失灵的六种解决方法
如何去安装监控摄像头
FLIR声像仪的应用优势
施耐德电气与赛迪共造透明工厂助推智能制造落地
模组串口电路常见电平匹配方法
电动汽车中的高压线束
骨传导式蓝牙耳机哪个牌子好，最好的骨传导耳机音质排行榜
沃尔玛在美国50多家店开始测试超市机器人
Vection收购AR/VR设计平台 为设计师提供完全在VR中创建产品的可能
基于红外遥控的数字调节开关电源设计与实现
华为星河AI网络解决方案荣获AI训练场景最佳实践沙利文“全球技术领导奖”
太阳能浮漂水质监测站的基础支架组成
变流器和变频器的区别
一氧化碳控制系统不要主机有影响吗
变频串联谐振试验装置的耐压试验有哪些注意事项？
七天物联网智能家居实战学习笔记（二）
NVIDIA GTX 1060拆解评测：供电接口亮了！
硬件怎样为打造智慧社区出力
中国联通今年将对局端10G PON进行规模部署2020年将进一步扩大范围