ESP32的UART1/2如何适配5V电平TTL设备

原创已于 2025-06-02 17:51:28 修改 · 1.1k 阅读

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于 2025-06-02 10:58:13 首次发布

（一）ESP32 的 GPIO 是 3.3V 逻辑电平，不能直接安全连接或可靠兼容 5V 电平。在 ESP32 和 5V 系统之间进行通信时，必须使用电平转换器。选择哪种转换方法取决于具体的通信方向、速度要求、可靠性和成本考量。专用双向电平转换芯片/模块是通用且最安全的选择。切勿直接将 5V 信号连接到 ESP32 的引脚。

2路电平转换模块+3.3V转5V+5V转3.3V+IIC+UART+SPI

产品应用范围：

1、5V单片机与3.3V单片机串口通信。

2、3.3V串口下载器与5V单片机串口通信。

3、5V单片机与3.3V应用模块串口通信。

4、实现串口直接的5V与3.3V电平通讯。

5、可实现UART、IIC、1-wire，SPI等总线信号3V-5V电平的双向转换。

使用说明：

HV接5V电源，LV接3.3V电源，GND接电源负极，两个电源公地，RXI输入5V TTL，将在RXO输出3.3V TTL，TXI输入输出3.3V TTL ，TXO输入输出5V TTL，TXI与TXO双向互转。例如5V系统A、3.3V系统B两个系统进行IIC通信，接线方式如下：

(1)AVCC接5V系统电源 (2)ASCL接5V系统SCL

(3)ASDA接5V系统SDA (4)AGND接5V系统GND

(5)BVCC接3V系统电源 (6)BSCL接3V系统SCL

(7)BSDA接3V系统SDA (8)BGND接3V系统GND

注意：

1、如果高压区和低压区的电源已经共地，这模块中的GND只需接1根地即可。

2、该转换模块相当于一条直线，每个端口都一一对应，只是两边的电压不一样，从而实现了不同电平之间的通讯。

3、本模块不可以当做稳压器或者变压器的功能进行使用，只可以用于IO口电平之间的小电流的通讯。

4、本模块排针无焊接，但是有配套。

网络图片截图

（二）许多 ESP32 开发板（如基于 CP2102, CH340, FT232RL 等 USB 转串口芯片的）已经在其 USB 转串口部分包含了电平转换。这些板子的 RX/TX 引脚（通常标记为 UART0）已经是 3.3V 电平，可以直接连接到其他 3.3V 系统的串口。

如果你使用的是 ESP32 的另一个硬件串口（如 UART1, UART2），或者你的开发板没有内置转换器，并且你需要连接到标准的 5V TTL 串口设备（如某些 Arduino Uno、RS485/TTL5V继电器IO板），那么你必须使用电平转换器（方法1）或电阻分压器（方法2，仅用于ESP32接收）来保护 ESP32。

（三）针对特定IO板子的电源电压“投机取巧”的解决问题

上面分析了是IO板子采用了经典的5V电压，所以8S003F3P6和SSP485的UART口电平都是5V的了，如果IO板子的5V电压可以下降到3.3V，问题就解决了。XL1509-5.0最小压降1.5V，实测用5V代替12V给其供电，整个IO板子工作依旧正常，TTL的TX输出也下降到3.21-3.54V之间，连接ESP32的RX正常。5V-1.5V=3.5V省去了TTL对接电平转换的麻烦，具体问题具体分析总是对的。