[转]一个IIC的5V和3.3V电平转换的经典电路分享
本帖最后由 superrf 于 2015-1-14 10:30 编辑在电平转换器的操作中要考虑下面的三种状态:
1 没有器件下拉总线线路。“低电压”部分的总线线路通过上拉电阻Rp 上拉至3.3V。 MOS-FET 管的门极和源极都是3.3V, 所以它的VGS 低于阀值电压,MOS-FET 管不导通。这就允许“高电压”部分的总线线路通过它的上拉电阻Rp 拉到5V。此时两部分的总线线路都是高电平,只是电压电平不同。
2 一个3.3V 器件下拉总线线路到低电平。MOS-FET 管的源极也变成低电平,而门极是3.3V。 VGS上升高于阀值,MOS-FET 管开始导通。然后“高电压”部分的总线线路通过导通的MOS-FET管被3.3V 器件下拉到低电平。此时,两部分的总线线路都是低电平,而且电压电平相同。
3 一个5V 的器件下拉总线线路到低电平。MOS-FET 管的漏极基底二极管“低电压”部分被下拉直到VGS 超过阀值,MOS-FET 管开始导通。“低电压”部分的总线线路通过导通的MOS-FET 管被5V 的器件进一步下拉到低电平。此时,两部分的总线线路都是低电平,而且电压电平相同。
这三种状态显示了逻辑电平在总线系统的两个方向上传输,与驱动的部分无关。状态1 执行了电平转换功能。状态2 和3 按照I2C 总线规范的要求在两部分的总线线路之间实现“线与”的功能。
除了3.3V VDD1 和5V VDD2 的电源电压外,还可以是例如:2.5V VDD1 和12V VDD2。 在正常操作中,VDD2必须等于或高于VDD1(在开关电源时允许VDD2 低于VDD1)。
MOS-N 场效应管 双向电平转换电路 -- 适用于低频信号电平转换的简单应用
如上图所示,是 MOS-N 场效应管 双向电平转换电路。
双向传输原理:
为了方便讲述,定义 3.3V 为 A 端,5.0V 为 B 端。
A端输出低电平时(0V),MOS管导通,B端输出是低电平(0V)
A端输出高电平时(3.3V),MOS管截至,B端输出是高电平(5V)
A端输出高阻时(OC) ,MOS管截至,B端输出是高电平(5V)
B端输出低电平时(0V),MOS管内的二极管导通,从而使MOS管导通,A端输出是低电平(0V)
B端输出高电平时(5V),MOS管截至,A端输出是高电平(3.3V)
B端输出高阻时(OC) ,MOS管截至,A端输出是高电平(3.3V)
优点:
1、适用于低频信号电平转换,价格低廉。
2、导通后,压降比三极管小。
3、正反向双向导通,相当于机械开关。
4、电压型驱动,当然也需要一定的驱动电流,而且有的应用也许比三极管大。
原文地址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_a51022640100ztol.html 如果一些精密应用,不担心成本的,可以考虑上LTC4301,虽然比较贵,但是可以隔离I2C,并且带EMC 用一个双MOS好了,比用单独的2个MOS节省空间。推荐型号:NTJD4001N SCL引脚是单向的换成电阻分压成本更低 MOS如果选SI2306,通信速度建议低于20k Hz
Turn-On Delay Time 18 ns
Turn-Off Delay Time 25 ns superrf 发表于 2015-1-14 10:31
SCL引脚是单向的换成电阻分压成本更低
用MOS做电平转换,同时还可以做隔离。一举2得 讲的很详细,感谢分享。 如果是速度低的转换,可否用3.3的稳压管完成? 不错,原来都是用转换芯片,不过楼主这方法确实够便宜 这个貌似已经发过了 收藏了,谢谢 这个我目测在坛子哪里见到过,挺老得了 收下了,谢谢。。。 需要个3.3和9v的通讯 很是经典,收下,谢谢. MARK 3.3V——5V双向转换 收藏学习了,感谢 3.3V--5V双向转换,不错 ,值得参考 ! 不错,挺好的,电平转换元经常用到 实际应用过的,很不错, 很久以前就有了 iic-5V-3.3V连接方法。谢谢 如果我二边都是5V 电压,通信会正常吗 如果二边都是5V能否通信号,因为有一个产品低板是5V , 要插上的板子有二种,一种为5V ,一种为3.3V 收藏,学习 学习了,谢谢,收藏 很经典的应用,收藏了 很好!我们公司也有用这种电略 我用的是74lvc4245、 一种简单实用的双向电平转换电路(非常实用!)3.3V--5V
这帖子有介绍过~ qq开始学单片机 发表于 2015-1-14 11:11
这个我目测在坛子哪里见到过,挺老得了
没错,我也好象在哪见过!! 很经典的应用,收藏了 有专用的电平转换芯片………… mark5V和3.3V电平转换 这个电路我们的某个产品上有用到 好东西 收藏 谢谢,标记一下 不错不错,很实用。 这个速度能有多快呢? wx85105157 发表于 2015-3-28 11:42
这个速度能有多快呢?
看mos管参数吧,对IIC应用来说速度肯定不是问题 ccrt 发表于 2015-3-28 12:05
看mos管参数吧,对IIC应用来说速度肯定不是问题
想用在串口,1.8V到5V双向。115200波特率。用这个电路用什么mos管合适啊? wx85105157 发表于 2015-3-28 19:29
想用在串口,1.8V到5V双向。115200波特率。用这个电路用什么mos管合适啊?
选阀值电压小于1.8V的就行吧 这电路好像是哪个芯片厂商应用手册里有吧? ccrt 发表于 2015-3-28 21:55
选阀值电压小于1.8V的就行吧
栅极电容大小会影响速度呢。 有必要这样转换吗?IIC芯片是开漏输出的,外部上拉电阻直接接到想要的电压上去不就可以使用了吗?这样使用会有问题吗 wx85105157 发表于 2015-3-30 22:36
栅极电容大小会影响速度呢。
就串口那速度,不至于吧 很好正好需要,谢谢楼主 superrf 发表于 2015-1-14 10:31
SCL引脚是单向的换成电阻分压成本更低
嗷。突然想起来,IIC的SCK也是双向的说。 之前好像也用过,做个记号! 我将这个电平转换电路应用于3.3V单片机与74HS595通信,MOSFET用的是2N7000,出现奇怪的问题,3.3V一侧的单片机SDA口需下拉1-5K电阻才能正常通信;但前一次相同的线路只是PCB布线略有不同,则无需下拉1-5K电阻也能正常通信。
难道是布线分布电容的问题? 这个转换电路,速度支持多快? 比如做SPI信号的接口,估计不行吧!
MARK 3.3V——5V双向转换 {:smile:}收藏了 {:handshake:}学习了谢谢分享
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