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看来各位的指点，很有收获，并在网上搜索各位回复中的关键字，完满解决；
, z$ `- U( T* f( h这是网上的总结文档贴出来：
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3 T9 V! |# e# o9 y# x1 g1 O' _BBS 上询问逻辑电平转换的人很多，几乎数日就冒一次头。而且电平转换的方法也不少，各有特点。我先做个简单实用的总结，省得老是重复讨论同样的问题。
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1. 常用的电平转换方案 ( z2 q' ~, k3 v* {; u
% P- E+ k6 |+ d6 {2 [1 q(1) 晶体管+上拉电阻法 : P" F% o5 q+ t1 Q2 a
就是一个双极型三极管或 MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。
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% m7 d' Z, Y5 q8 R1 S& ]7 U' A(2) OC/OD 器件+上拉电阻法
9 ]+ A: e1 n5 Q- s! ~ 跟 1) 类似。适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。
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(3) 74xHCT系列芯片升压 (3.3V→5V)
# q. o, K* x& [. e 凡是输入与 5V TTL 电平兼容的 5V CMOS 器件都可以用作 3.3V→5V 电平转换。 * F0 Z1 k& ?% g1 s
——这是由于 3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而 CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 & m! I0 r7 {/ I; f. Q, v
廉价的选择如 74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列 (那个字母 T 就表示 TTL 兼容)。 # B7 Z) p) }2 q0 N u1 T
2 n- s8 H9 T8 O2 |3 h% E8 r. l(4) 超限输入降压法 (5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) * H" H: x% `# V5 i/ D+ i
凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。
! a, _* R, C# \( R4 C, {, Z 这里的"超限"是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制 (改变了输入级保护电路)。 1 [& A. e7 m/ V1 ^/ \
例如，74AHC/VHC 系列芯片，其 datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V"，如果采用 3.3V 供电，就可以实现 5V→3.3V 电平转换。 8 {3 ~' E* o2 |" T
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(5) 专用电平转换芯片
: Z6 z0 U3 m! U# n$ J3 K 最著名的就是 164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的 (俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。 9 Y$ h/ i: ~ O! u; d0 z, J/ d& C6 _
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(6) 电阻分压法 8 e- L1 ?/ f0 i
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。 8 E u7 f# Q) u7 o% [) D
0 b8 m8 }* m+ h' B(7) 限流电阻法
& W) j0 l5 J H% G 如果嫌上面的两个电阻太多，有时还可以只串联一个限流电阻。某些芯片虽然原则上不允许输入电平超过电源，但只要串联一个限流电阻，保证输入保护电流不超过极限(如 74HC 系列为 20mA)，仍然是安全的。 - [3 p9 H) D" _
) b7 [4 A# `& {: F(8) 无为而无不为法 , {+ q& D* c# j9 \ F; F
只要掌握了电平兼容的规律。某些场合，根本就不需要特别的转换。例如，电路中用到了某种 5V 逻辑器件，其输入是 3.3V 电平，只要在选择器件时选择输入为 TTL 兼容的，就不需要任何转换，这相当于隐含适用了方法3)。
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# B. h) |0 I+ ]' Q7 g0 l- l(9) 比较器法
7 I% i1 L& F+ K d+ @" y, D 算是凑数，有人提出用这个而已，还有什么运放法就太恶搞了。
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( s6 P! M. u" w1 R2. 电平转换的"五要素" 3 X3 O* N7 d- e% T4 S; t
; |/ W. O& W5 m# ?+ K. S(1) 电平兼容 ' F0 i8 w( x5 u4 j& S8 I
解决电平转换问题，最根本的就是要解决逻辑器件接口的电平兼容问题。而电平兼容原则就两条：
- B4 c- O K4 r6 i% a VOH > VIH
* w' \' N. V1 u ~! @8 e VOL < VIL
7 j6 @7 B& r4 }$ v6 k 再简单不过了！当然，考虑抗干扰能力，还必须有一定的噪声容限： " `9 d- F7 W X) i+ q
|VOH-VIH| > VN+
5 c3 ]/ d- r+ ?9 p; e" F8 x |VOL-VIL| > VN-
/ Y+ e! {3 h* b9 w- L 其中，VN+和VN-表示正负噪声容限。 7 R _$ [: L7 w: g+ z5 `
只要掌握这个原则，熟悉各类器件的输入输出特性，可以很自然地找到合理方案，如前面的方案(3)(4)都是正确利用器件输入特性的例子。 % b. G' U: R4 k9 g. M
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(2) 电源次序 3 f8 U6 s& f( H: y/ Z- P. G' k
多电源系统必须注意的问题。某些器件不允许输入电平超过电源，如果没有电源时就加上输入，很可能损坏芯片。这种场合性能最好的办法可能就是方案(5)——164245。如果速度允许，方案(1)(7)也可以考虑。 * k4 n! ]' p; F) t& ?( q
7 i2 V( o$ w! K, ?$ x( \& d+ e(3) 速度/频率 3 e1 W+ D5 O6 n0 e, g/ q) R/ ]
某些转换方式影响工作速度，所以必须注意。像方案(1)(2)(6)(7)，由于电阻的存在，通过电阻给负载电容充电，必然会影响信号跳沿速度。为了提高速度，就必须减小电阻，这又会造成功耗上升。这种场合方案(3)(4)是比较理想的。 # I' ]$ Z# i" R/ z X
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(4) 输出驱动能力
8 e8 I9 v( ^% l" d7 w/ G! ] 如果需要一定的电流驱动能力，方案(1)(2)(6)(7)就都成问题了。这一条跟上一条其实是一致的，因为速度问题的关键就是对负载电容的充电能力。 + w0 V; G2 q. v$ U2 R- b* i4 k
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(5) 路数 , |0 T2 L }' D4 m) r! r: V* C
某些方案元器件较多，或者布线不方便，路数多了就成问题了。例如总线地址和数据的转换，显然应该用方案(3)(4)，采用总线缓冲器芯片(245,541,16245...)，或者用方案(5)。
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. o6 M( [6 \4 C4 z6 `2 g(6) 成本&供货
) a: R6 E( W D- P _& y7 V 前面说的164245就存在这个问题。"五要素"冒出第6个，因为这是非技术因素，而且太根本了，以至于可以忽略。 |
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发表于 2009-4-24 16:48
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