不同電源供電的電路橋接的有效方法
假如要將5V規劃轉為3.3V，第一件事即是尋求電源為3.3V但別的功能一樣的單片機。大多數情況下，都能找到支撐3.3V電壓的平等器材。并且，基本上，3.3V器材的成本與之相等，乃至更低。假如找不到可運行在3.3V條件下的替代器材，那么就有必要選用雙電源了。這篇文章的要點(diǎn)即是評論選用雙電源供電的規劃。
對于5V和3V器材共存的規劃，首要有必要了解邏輯電平緩輸入/輸出構造。對于輸入，需求思考VIH(確保被檢查為高輸入的電壓)和VIL(確保被檢查為低輸入的電壓)。將3.3V系統連接到5V器材時(shí)，VIH 一般會(huì )比VIL帶來(lái)更大的疑問(wèn)。當然，這并不是說(shuō)能夠忽略VIL 參數。驅動(dòng)器材有必要輸出高于接納器材VIH(min)值的電壓才能確保準確的邏輯檢查�？墒�，假如電壓太高也欠好。
簡(jiǎn)直一切CMOS器材在一切I/O引腳都選用了某種方式的ESD維護。完成ESD維護最常見(jiàn)的辦法是選用箝位二極管將這些引腳連接到Vdd 和 Vss。這一般意味著(zhù)最大輸入電壓為Vdd +0.3V，最小輸入電壓為Vss - 0.3V。假如電壓超出這一規模，維護二極管就會(huì )導通。假如輸入端沒(méi)有串聯(lián)電阻，就會(huì )致使這些二極管經(jīng)過(guò)極大電流，并有也許形成器材鎖死。這肯定不是所期望發(fā)作的。假如電壓足夠高(如3.3V系統中的5V輸入)，那么串聯(lián)電阻有必要非常大才能確保箝位電流處于安全規模內。假如電阻足夠大，那么因為引腳電容和 PCB布線(xiàn)而引起的低輸入容抗也許就會(huì )變得主要起來(lái)。RC時(shí)間常數會(huì )致使信號推遲。很多出產(chǎn)商都主張不要運用箝位二極管完成ESD維護。因而，選用串聯(lián)電阻并非將5V信號饋送到3.3V器材的最佳辦法。
讓我們看一下規范CMOS器材的邏輯電平，大多數器材的VIH (min)都是0.7 Vdd或 0.8 Vdd。而 VIL(max) 大致在0.2 Vdd或0.3 Vdd。對于5V邏輯，對應的VIH 為 3.5V或4.0V，VIL(max) 為1.0V或1.5V。在低負載時(shí)，大多數CMOS器材的輸出都接近于電源電壓(0.1 或 0.2V)。跟著(zhù)負載電流添加，VOH 會(huì )變低。此刻，確定VOH有必要要思考負載電流。
與串聯(lián)輸入電阻相比，更好的辦法是選用電阻分壓器將5V信號轉換到3.3V輸入規模內。電阻值的挑選有必要思考到一切公役。
核算時(shí)可參閱下面的公式：
R2/(R1 + R2)×VOH (min)＞VIH(min) (輸入電壓為標稱(chēng)值5 V與最大負公役之和)
R2/(R1 + R2)×VOH (max)
在上述核算過(guò)程中還應當思考到電阻值自身的公役。
另一種更簡(jiǎn)略的解決方案是選用兼容TTL輸入的5V器材。TTL器材的VIH(min)是2.1V(Vdd為5V時(shí))。在大負載值條件下，大多數3.3V器材能夠支撐更高的VOH電平。此刻，解決方案是將外設器材更換為兼容TTL輸入的平等器材。
應該很簡(jiǎn)單就能夠發(fā)現帶有TTL輸入的類(lèi)似器材。表1給出了一些例子。
假如正在運用有必要選用5V供電的規范數字邏輯系列器材，那么能夠尋覓支撐TTL輸入的平等器材。(如，可運用74HCT 系列替代74HC 系列。)假如需求運用電平轉換器，那么可運用“HCT”或“VHCT”型的數字緩沖器。在大多數情況下，這一TTL輸入解決方案都比選用專(zhuān)用電平轉換器廉價(jià)。
對于5V和3V器材共存的規劃，首要有必要了解邏輯電平緩輸入/輸出構造。對于輸入，需求思考VIH(確保被檢查為高輸入的電壓)和VIL(確保被檢查為低輸入的電壓)。將3.3V系統連接到5V器材時(shí)，VIH 一般會(huì )比VIL帶來(lái)更大的疑問(wèn)。當然，這并不是說(shuō)能夠忽略VIL 參數。驅動(dòng)器材有必要輸出高于接納器材VIH(min)值的電壓才能確保準確的邏輯檢查�？墒�，假如電壓太高也欠好。
簡(jiǎn)直一切CMOS器材在一切I/O引腳都選用了某種方式的ESD維護。完成ESD維護最常見(jiàn)的辦法是選用箝位二極管將這些引腳連接到Vdd 和 Vss。這一般意味著(zhù)最大輸入電壓為Vdd +0.3V，最小輸入電壓為Vss - 0.3V。假如電壓超出這一規模，維護二極管就會(huì )導通。假如輸入端沒(méi)有串聯(lián)電阻，就會(huì )致使這些二極管經(jīng)過(guò)極大電流，并有也許形成器材鎖死。這肯定不是所期望發(fā)作的。假如電壓足夠高(如3.3V系統中的5V輸入)，那么串聯(lián)電阻有必要非常大才能確保箝位電流處于安全規模內。假如電阻足夠大，那么因為引腳電容和 PCB布線(xiàn)而引起的低輸入容抗也許就會(huì )變得主要起來(lái)。RC時(shí)間常數會(huì )致使信號推遲。很多出產(chǎn)商都主張不要運用箝位二極管完成ESD維護。因而，選用串聯(lián)電阻并非將5V信號饋送到3.3V器材的最佳辦法。
讓我們看一下規范CMOS器材的邏輯電平，大多數器材的VIH (min)都是0.7 Vdd或 0.8 Vdd。而 VIL(max) 大致在0.2 Vdd或0.3 Vdd。對于5V邏輯，對應的VIH 為 3.5V或4.0V，VIL(max) 為1.0V或1.5V。在低負載時(shí)，大多數CMOS器材的輸出都接近于電源電壓(0.1 或 0.2V)。跟著(zhù)負載電流添加，VOH 會(huì )變低。此刻，確定VOH有必要要思考負載電流。
與串聯(lián)輸入電阻相比，更好的辦法是選用電阻分壓器將5V信號轉換到3.3V輸入規模內。電阻值的挑選有必要思考到一切公役。
核算時(shí)可參閱下面的公式：
R2/(R1 + R2)×VOH (min)＞VIH(min) (輸入電壓為標稱(chēng)值5 V與最大負公役之和)
R2/(R1 + R2)×VOH (max)
在上述核算過(guò)程中還應當思考到電阻值自身的公役。
另一種更簡(jiǎn)略的解決方案是選用兼容TTL輸入的5V器材。TTL器材的VIH(min)是2.1V(Vdd為5V時(shí))。在大負載值條件下，大多數3.3V器材能夠支撐更高的VOH電平。此刻，解決方案是將外設器材更換為兼容TTL輸入的平等器材。
應該很簡(jiǎn)單就能夠發(fā)現帶有TTL輸入的類(lèi)似器材。表1給出了一些例子。
假如正在運用有必要選用5V供電的規范數字邏輯系列器材，那么能夠尋覓支撐TTL輸入的平等器材。(如，可運用74HCT 系列替代74HC 系列。)假如需求運用電平轉換器，那么可運用“HCT”或“VHCT”型的數字緩沖器。在大多數情況下，這一TTL輸入解決方案都比選用專(zhuān)用電平轉換器廉價(jià)。
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