3.3V转5V电路

本文介绍了一种将外部3.3V电平信号(TX/RX)转换为适用于5V单片机端口的方法。通过使用带有上拉电阻的5V端口(UART_TXD/UART_RXD),并结合MOS管实现与外部信号的有效连接。文中详细说明了如何设置PMOS和NMOS管来确保正确转换。

外部发送3.3V的电平信号,如TX / RX,但使用的单片机是5V端口的,可以用下面的电路直接转换。




在单片机使用端口(UART_TXD / UART_RXD)用5V上拉,然后将其分别通过MOS管与外部信号相连。

注意MOS管要将其设置成长开状态。即用PMOS则gate端接GND,用NMOS则gate端接高电位。

外部信号接在图EX_SCL / EX_SDA位置处。

单片机端口接在图SCL / SDA位置处。

### 3.3V to 5V Voltage Conversion Circuit Design 将3.3V电压换为5V电压的需求在电子设计中非常常见,尤其是在需要驱动5V逻辑电平的设备时。这种换可以通过多种方法实现,包括使用升压换器(Boost Converter)、低压差线性稳压器(LDO),或者通过简单的分立元件电路。 #### 方法一:使用升压换器 升压换器是一种开关模式电源(SMPS)电路,能够将输入电压升高到更高的输出电压。常见的升压换器芯片如LM2623、TPS61090等可以满足从3.3V到5V的电压换需求[^6]。这些芯片通常具有高效率和稳定的输出特性。 ```python # 示例代码:使用Python模拟升压换器的基本参数计算 def boost_converter(input_voltage, output_voltage, efficiency=0.9): duty_cycle = 1 - (input_voltage / output_voltage) current_ratio = (output_voltage / input_voltage) * (1 / efficiency) return duty_cycle, current_ratio duty_cycle, current_ratio = boost_converter(3.3, 5) print(f"Duty Cycle: {duty_cycle:.2f}, Current Ratio: {current_ratio:.2f}") ``` #### 方法二:使用电荷泵 电荷泵是一种简单且高效的电路,适合低功率应用。它通过电容器存储和移电荷来实现电压的提升。MAX860系列芯片是典型的电荷泵解决方案,可以将3.3V换为5V[^7]。 #### 方法三:使用低压差线性稳压器(LDO) 虽然LDO通常用于降压,但某些型号也可以配置为升压模式。这种方法的优点是电路简单,缺点是效率较低,尤其是在输入电压远低于输出电压的情况下[^8]。 #### 方法四:分立元件电路 如果对效率要求不高,可以使用简单的晶体管和电阻网络来实现电压换。例如,通过一个PNP晶体管和几个电阻组成的电路,可以在一定程度上实现3.3V到5V的换[^9]。 ```c // 示例代码:分立元件电路的简化模型 #include <stdio.h> float calculate_output(float input_voltage, float resistor_ratio) { return input_voltage * (1 + resistor_ratio); } int main() { float input_voltage = 3.3; float resistor_ratio = 0.5; // 假设电阻比为0.5 float output_voltage = calculate_output(input_voltage, resistor_ratio); printf("Output Voltage: %.2fV\n", output_voltage); return 0; } ``` ### 注意事项 - 在选择具体方案时,需要考虑负载电流、效率、成本等因素。 - 升压换器和电荷泵适用于较高功率的应用,而LDO和分立元件电路更适合低功耗场景。 - 确保所选器件的工作温度范围和封装形式符合实际需求。
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