本帖最后由 forgot 于 2022-12-30 15:59 编辑
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随着IC芯片集成度的不断提高，很多IC需要的供电电压逐步降低，功耗越来越低。对于某些产品设计，两颗IC电平不同的情况下，为了实现两颗IC之前的数据交互，往往高电压的IC可以接收低电压IC的信号，IC不被损坏，但是低电压的IC在连接到高电压IC的管脚时，因为有严格的电压范围要求，使得不能直连，否则会损坏管脚。 此时就需要根据IC的电平要求进行交互电平的转换。如5V电压的IC与3.3V电压的IC电平匹配最为常见。
现如今电平转换方案多种多样，有电平转换集成芯片，有三极管电路，有MOS管电路、有隔离电路等都可以实现。对于一些对成本不敏感切要求较高的场合可以采用电平转换集成芯片的方式进行转换。
举例，如图Module模块的串口电压域为 1.8 V（VDD）。若应用系统DTE的电压域为 3.3 V（VCC），则需在模块和DTE系统的串口连接中增加集成电平转换器芯片。下图为使用电平转换芯片的参考电路设计：
但是对于一般的应用都可以采用简单的如三极管电路进行转换。 举例同样使用以上两个模块进行串口通讯。当Module模块的RXD可以耐受DTE系统的TX电平信号时，可以不采用电平转换，可以直接串接一颗限流电阻进行直连。 然后针对Module模块的TXD电平，采用一颗NPN三极管电路进行电平转换到DTE系统的RXD，实现过程如下， 当Module模块的TXD发送低电平0时，由于三极管的基极上拉到Module模块的VDD，三极管发射结正偏导通，DTE系统的RXD实现接收到低电平0。 当Module模块的TXD发送高电平1时，由于电平等于三极管的基极上拉到Module模块的VDD，导致三极管关断，DTE系统的RXD实现接收到自身系统的VCC高电平1。 该电路非常简单，实际如果Module模块的RXD如果无法耐受DTE系统的TX电平信号，同样可以采用该方法进行转换。 如图：
除了三极管电平转换电路以外，常用的还有采用隔离光耦的方式进制转换。
如图：
当TX1发送高电平（VCC1）时，光耦发光器不被点亮，此时光敏半导体管无法导通，RX2由于上拉到VCC2电平，RX2接收到VCC2高电平1。 当TX1发送低电平时，光耦发光器被点亮，此时光敏半导体管导通，RX2口得到低电平0。
该电路由于收到光耦的速率影响，一般对于高速通讯中需要采用高速隔离光耦才可以不影响到通信数据的正常。 除了USART串口通信中，在SPI等通信接口中也常用这些转换电路，并且现在也有越来越多的多通道光电隔离芯片可以选择。
说得不好的地方欢迎大家交流。
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