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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；
' l# I6 u% ?$ U% M3 M这是网上的总结文档贴出来：
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3 m5 E5 K* ] w4 t; oBBS 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
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( ?& O4 d7 t! y(1) 晶体管+上拉电阻法 % d2 x% r- R! ^: B
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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(2) OC/OD 器件+上拉电阻法 8 D* g) h+ C4 e0 l, I# b
跟 1) 类似。适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。 " d9 e4 m' _9 d! J
$ K. X) t2 q( V(3) 74xHCT系列芯片升压 (3.3V→5V) " x8 x/ u. d% i
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。 9 i* s; f4 G3 v' W" G T1 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。
* i: B q1 A6 e4 C: f 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)。
. ~9 m3 i. R1 o) N. Z" Z; b7 F' M7 A% v7 W4 T7 p
(4) 超限输入降压法 (5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...)
% p( H8 t3 t2 C3 {# Y 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。
9 U2 b7 R$ \+ |% V& @ 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)。
6 t. s7 a$ x" C4 r* y' a( i 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。 3 X) O, ^1 g+ D: |; z9 L
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(5) 专用电平转换芯片
( [, J" Z* `1 Y, A* I# i/ J5 h 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。
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( L1 P$ d" I! y# U) W(6) 电阻分压法
4 F2 z4 [; J# j( z+ { 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。 , ^' Q, B( I7 m* `/ Y
* \3 `7 B5 F6 |% @& [6 o(7) 限流电阻法
8 O. i, c4 G0 k5 I4 b6 X7 Z! @7 t 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。
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(8) 无为而无不为法 # N0 p" m" S- Z1 p2 D7 o5 A
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)。 ! \% L% _( d4 T
0 Q1 O) i0 B" v: P% L, W(9) 比较器法
/ r: d6 ~* j6 g1 f t$ L 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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$ P) a/ @0 W& P' G6 f4 u9 Y6 m3 Z2. 电平转换的"五要素"
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(1) 电平兼容 ' I/ T' b" @& r% ~: }; D. B
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：
' E9 N7 b/ X8 m; v6 L4 g VOH > VIH
9 a* f; S: F4 O1 L: B VOL < VIL
7 I t6 K1 I" ^; l3 ` 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： $ C: R9 q& d6 L6 a4 J" @" {/ J! M
|VOH-VIH| > VN+
Z# m" y1 E* k. `3 n |VOL-VIL| > VN- * B8 T6 T# G3 w, k
其中，VN+和VN-表示正负噪声容限。
7 L/ Y$ Z' g7 _% I' Z 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。
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& M; g; V8 k4 P: M! _9 }(2) 电源次序
5 }; e6 y6 O5 Z6 L 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。 2 o, _6 w5 |( c. l2 h
) h7 J+ E" U9 c" b(3) 速度/频率
" k' ~' t0 e' k% f* e 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。
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(4) 输出驱动能力
9 ^- J( I( P- B( g/ X 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。 ) G3 G. T4 P$ o/ [( X7 N
: @! D" l/ r% O(5) 路数 7 U5 d% E- ]" w
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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(6) 成本&供货 ' A$ s! u7 C# M
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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