工程師,在研發(fā)設(shè)計(jì)電路項(xiàng)目,會(huì)使用不同電壓幅值的電源電路,常用的電壓幅值包含1.8V、3.3V、5.0V以及12V等等;他們分別應(yīng)用在不同的功能電路中,比如
3.3V:一般用在單片機(jī)的工作電源;
5.0V:一般用在通信芯片的工作電源;
12V:一般用在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源;
單片機(jī)的工作電壓比較寬廣,1.8V & 3.3V & 5.0V均可工作;
同一個(gè)項(xiàng)目會(huì)出現(xiàn)不同的電源電壓,不同項(xiàng)目之間更容易出現(xiàn)不同的電源電壓;為了更形象地解釋此問(wèn)題,芯片哥以項(xiàng)目開(kāi)發(fā)案例來(lái)說(shuō)明
電路項(xiàng)目
01 項(xiàng)目案例
在同一個(gè)智能家居電路項(xiàng)目中,包含兩個(gè)風(fēng)機(jī)控制器A和風(fēng)機(jī)控制器B;A控制器中采用的溫度傳感器信號(hào)是3.3V邏輯電平,B控制器中采用的濕度傳感器信號(hào)是5.0V邏輯電平,因此工程師在開(kāi)發(fā)電路設(shè)計(jì)選用單片機(jī)時(shí),就確定了A控制器的單片機(jī)工作電壓是3.3V,B控制器的單片機(jī)是5.0V;
如果A控制器與B控制器之間沒(méi)有互相數(shù)據(jù)通信,此時(shí)對(duì)于項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)是沒(méi)有問(wèn)題;如果A控制器與B控制器之間需要互相交換數(shù)據(jù)而通信,會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)電路系統(tǒng)邏輯電平不兼容的問(wèn)題;
邏輯電平不兼容
02 電平兼容問(wèn)題
在“邏輯電平不兼容”圖中,工程師很清晰地看出風(fēng)機(jī)控制器A與風(fēng)機(jī)控制器B之間串口通信UART的問(wèn)題;具體存在的問(wèn)題表現(xiàn)為
對(duì)于控制器A,邏輯高電平“1”所代表的電壓為3.3V,邏輯低電平“0”所代表的電壓為0V;
對(duì)于控制器B,邏輯高電平“1”所代表的電壓為5.0V,邏輯低電平“0”所代表的電壓為0V;
當(dāng)控制器A發(fā)送邏輯高電平“1”至控制器B時(shí),存在不被控制器B有效識(shí)別成邏輯高電平“1”的風(fēng)險(xiǎn);
當(dāng)控制器B發(fā)送邏輯高電平“1”至控制器A時(shí),容易造成控制器A的芯片引腳被擊穿損壞的風(fēng)險(xiǎn);
那么針對(duì)這類項(xiàng)目設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,工程師該如何去解決呢?可以采用什么芯片的電路方案能解決此類問(wèn)題呢?
ST2378E電平轉(zhuǎn)換芯片的電路應(yīng)用方案就能很好地解決這類問(wèn)題;工程師可能會(huì)追問(wèn)芯片哥,ST2378E電平轉(zhuǎn)換芯片具體什么樣的電路特性?它的應(yīng)用電路是怎么樣的?它能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換什么類型的邏輯電平?
ST2378E電路特性
在描述ST2378E電路特性之前,先簡(jiǎn)單介紹下芯片的引腳定義圖
ST2378E引腳定義圖
Pin 1引腳:I/O_LX系列引腳的工作電源;
Pin 20引腳:I/O_CX系列引腳的工作電源;
Pin 2~Pin 12引腳:I/O_LX系列引腳為邏輯電平輸入引腳;
Pin 9~Pin 19引腳:I/O_CX系列引腳為邏輯電平輸入引腳;
Pin 11引腳:OE為芯片使能控制引腳;
芯片的工作原理簡(jiǎn)單說(shuō)明如下
假如A電平3.3V與B電平5.0V需要實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換,則VL引腳電源接入3.3V,VCC引腳電源接入5.0V,A電平連接I/O_L1引腳,B電平連接I/O_C1引腳即可;
ST2378E電平轉(zhuǎn)換芯片,實(shí)現(xiàn)的電路功能就是可以將某一邏輯電平X轉(zhuǎn)換成另外一種邏輯電平Y(jié),并且轉(zhuǎn)換是雙向的,也就是X與Y是可以互相轉(zhuǎn)換,互不干擾,屬于同步轉(zhuǎn)換類型;
ST2378E應(yīng)用電路
工程師在初步了解完ST2378E芯片的電路特性之后,就可以依據(jù)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中實(shí)際存在的電路問(wèn)題,做出相應(yīng)的解決設(shè)計(jì)方案
ST2378E應(yīng)用電路圖
在ST2378E應(yīng)用電路圖中,風(fēng)機(jī)控制器A與風(fēng)機(jī)控制器B之間的數(shù)據(jù)通信是采用串口UART,因此只需將風(fēng)機(jī)控制器A的UART通信引腳RXA與TXA分別連接到I/O_L1和I/O_L2,風(fēng)機(jī)控制器B的UART通信引腳TXB與RXB分別連接到I/O_C1和I/O_C2;就能解決不同邏輯電平彼此之間通信的電路問(wèn)題;
ST2378E工作使用條件
邏輯電平轉(zhuǎn)換方案雖然得到解決,但對(duì)于ST2378E也存在不足之處,其一是工作電壓的限制;工程師在項(xiàng)目應(yīng)用中,VCC電壓必須大于VL電壓,且Vcc的最大工作電壓為7V。
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控制器
+關(guān)注
關(guān)注
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