不同电源供电的电路桥接的有效方法

    假如要将5V规划转为3.3V,第一件事即是寻求电源为3.3V但别的功能一样的单片机。大多数情况下,都能找到支撑3.3V电压的平等器材。并且,基本上,3.3V器材的成本与之相等,乃至更低。假如找不到可运行在3.3V条件下的替代器材,那么就有必要选用双电源了。这篇文章的要点即是评论选用双电源供电的规划。
对于5V和3V器材共存的规划,首要有必要了解逻辑电平缓输入/输出构造。对于输入,需求思考VIH(确保被检查为高输入的电压)和VIL(确保被检查为低输入的电压)。将3.3V系统连接到5V器材时,VIH 一般会比VIL带来更大的疑问。当然,这并不是说能够忽略VIL 参数。驱动器材有必要输出高于接纳器材VIH(min)值的电压才能确保准确的逻辑检查。可是,假如电压太高也欠好。
    简直一切CMOS器材在一切I/O引脚都选用了某种方式的ESD维护。完成ESD维护最常见的办法是选用箝位二极管将这些引脚连接到Vdd 和 Vss。这一般意味着最大输入电压为Vdd +0.3V,最小输入电压为Vss - 0.3V。假如电压超出这一规模,维护二极管就会导通。假如输入端没有串联电阻,就会致使这些二极管经过极大电流,并有也许形成器材锁死。这肯定不是所期望发作的。假如电压足够高(如3.3V系统中的5V输入),那么串联电阻有必要非常大才能确保箝位电流处于安全规模内。假如电阻足够大,那么因为引脚电容和 PCB布线而引起的低输入容抗也许就会变得主要起来。RC时间常数会致使信号推迟。很多出产商都主张不要运用箝位二极管完成ESD维护。因而,选用串联电阻并非将5V信号馈送到3.3V器材的最佳办法。
    让我们看一下规范CMOS器材的逻辑电平,大多数器材的VIH (min)都是0.7 Vdd或 0.8 Vdd。而 VIL(max) 大致在0.2 Vdd或0.3 Vdd。对于5V逻辑,对应的VIH 为 3.5V或4.0V,VIL(max) 为1.0V或1.5V。在低负载时,大多数CMOS器材的输出都接近于电源电压(0.1 或 0.2V)。跟着负载电流添加,VOH 会变低。此刻,确定VOH有必要要思考负载电流。
    与串联输入电阻相比,更好的办法是选用电阻分压器将5V信号转换到3.3V输入规模内。电阻值的挑选有必要思考到一切公役。
核算时可参阅下面的公式:
    R2/(R1 + R2)×VOH (min)>VIH(min) (输入电压为标称值5 V与最大负公役之和)
R2/(R1 + R2)×VOH (max)
    在上述核算过程中还应当思考到电阻值自身的公役。
    另一种更简略的解决方案是选用兼容TTL输入的5V器材。TTL器材的VIH(min)是2.1V(Vdd为5V时)。在大负载值条件下,大多数3.3V器材能够支撑更高的VOH电平。此刻,解决方案是将外设器材更换为兼容TTL输入的平等器材。
    应该很简单就能够发现带有TTL输入的类似器材。表1给出了一些例子。
    假如正在运用有必要选用5V供电的规范数字逻辑系列器材,那么能够寻觅支撑TTL输入的平等器材。(如,可运用74HCT 系列替代74HC 系列。)假如需求运用电平转换器,那么可运用“HCT”或“VHCT”型的数字缓冲器。在大多数情况下,这一TTL输入解决方案都比选用专用电平转换器廉价。

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