5V与3.3V互换--不同电平转换的电路方案

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工程师在开发项目，设计产品的电路原理方案，如果有使用到单片机，一般给它供电的电源电压是5V或者3.3V。


电平转换电路电路中，左边是5V的单片机系统，右边是3.3V的PM2.5传感器系统；对于IIC通信，一个信号是SCL时钟信号，是单片机向传感器输出的信号，方向是从左往右；另一个信号是SDA数据信号，是单片机和传感器之间互相传递数据的信号，方向是双向的，既要从左往右，也要从右往左。它是怎么工作的呢？
5V转换3.3V
左边的单片机系统VA向右发送一个5V高电平，电路中Q1的MOS管，由于栅极电压和源极电压都是3.3V，所以VB接收到的电平信号是3.3V的高电平；这样就实现了5V转换3.3V的功能；逻辑电平除了高电平，它还有低电平。如果左边的单片机系统VA向右发送一个0V低电平呢？同样的分析，电路中Q1的MOS管，由于两端有一个并联的二极管，阳极接到一个上拉的3.3V电阻，阴极接到的是VA发送的0V低电平，所以二极管会导通。二极管一旦导通，VB的电压就会由3.3V拉低到只有0.7V左右了，就会由原来的高电平变为低电平了。所以，无论左边发送一个5V的高电平还是0V的低电平，通过这个转换电路，都能从VB输出一个3.3V的高电平和“0V”的低电平。
3.3V转5V
实现了5V转换3.3V，接下来看下是否可以实现3.3V转换5V的功能？

3.3V转换5V
还是一样，电路中的左边是5V单片机系统，右边是3.3V传感器系统。如果右边的VB想要发送一个3.3V高电平和一个0V低电平给到左边呢？首先看下发送3.3V高电平VB输出3.3V高电平，Q1的MOS管，因为栅极和源极都是3.3V，所以MOS管不导通，VA得到的就是一个R1电阻上拉的5V，于是就相当于实现了左边的3.3V转换成了右边的5V。再看下发送0V高电平VB输出0V低电平，Q1的MOS管，因为栅极的电压是3.3V，源极的电压变为0V了，所以MOS管会导通，VA的电压会被拉低，因此VA得到的就是一个0V低电平，于是也就相当于实现了左边的0V转化成了右边的0V。总结下来，工程师有没有发现，无论信号是从哪个方向传递，这个电路都能实现电平电压之间的转换，，尤其是适合类似于IIC通信的SDA数据信号，它是双向的。电路简单，只需要一个MOS管和3个上拉电阻就可以了。免责声明：本文来源@芯片哥，版权归原作者所有，如涉及作品版权问题，请及时与我们联系，谢谢！

包子三

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