I2C总线3.3V与5V双向电平转换电路

电路功能：
实现I2C双向总线系统中3.3V与5V电平的双向转换，且不需要方向选择信号，而且还能将掉电的总线部分和剩下的总线系统隔离开来，保护低压器件防止高压器件的高电压毛刺。
整个电路工作过程：

从电路中可以看出，SDA和SCL的电平转换电路结构是一样的，每个总线上都串有一个分立的MOSFET，和相应的上拉电阻。
分析这个电路时要分清楚的电路的工作状态：
状态1：总线上没有数据传输时（空闲状态）：
总线上没有数据传输时，I2C器件的SDA和SCL引脚保持高阻态，经上拉电阻R1和R2上拉到3.3V，也就是SDA和SCL在空闲状态都保持高电平。
这样Q1和Q2两个N-MOS的VGS都为0V，两个MOSFET（Q1，Q2）不能导通。那么高电压部分的I2C总线，通过上拉电阻R3和R4上拉到5V。这样MOSFET的两端总线空闲时都为高电平，满足I2C总线的电气特性。
状态2：3.3V的I2C器件下拉总线低电平：
此时，N-MOS管的S极变为低电平，而门极G保持为3.3V的高电平。Vgs高于阀值，N-MOS管开始导通。
然后高电压5V部分的总线线路通过导通的N-MOS管被低电压端的I2C器件下拉到低电平，此时两部分的总线线路都是低电平而且电压电平相同。符合I2C总线要求。
状态3：5V的I2C器件下拉总线线路到低电平
当有一个5V的器件下拉总线线路到低电平时，通过N-MOS管的体二极管作用，将N-MOS的S极拉低，使Vgs的电压高于导通阀值，N-MOS导通进一步的拉低S极电压，也就是将3.3V系统总线电平进一步下拉到低电平。此时两部分的总线线路都是低电平而且电压电平相同。

从上面分析可以看出这三种状态显示了逻辑电平在总线系统的两个方向上传输，与驱动的部分无关。
上述的3个状态，第一个状态实现了电平转换功能。而第二个和第三个状态的逻辑都是线“与”的功能，只要有一端为低电平，也会使另外一端为低电平。

注意：
可以看出本例中MOS管的GS间最大电压为3.3V，所以选择的MOS管的开启阀值电压要低于3.3V，否则不能使MOS管打开，电平转换就无法工作了。
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「勾小小」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/gouxf_0219/article/details/84787290

I2C总线3.3V与5V双向电平转换电路相关推荐

3.3V和5V双向电平转换电路
" 当我们使用3.3V单片机(STM32系列)和5V的器件通信时(IIC设备),电平转换就势在必行了" 01 经典电平转换电路 1.1.这是一款经典的电平转换电路,该电路的核心是一 ...
I2C电路：一种超级实用的3.3V/5V双向电平转换电路
转载:http://blog.csdn.net/zhangyunshengblog/article/details/39613365 这个电路,就是完成3.3V和5V电平的双向转换用的,以SDA为例说 ...
3.3V与5V的电平转换
转自:https://blog.csdn.net/wwt18811707971/article/details/80549244 1.简介现在大多数的MCU基本都是3.3V供电,而外围器件依旧存在一 ...
5v 3.3v电平转换电路_3.3V与5V系统电平兼容的方法探究
在我们电路设计中,常常会遇到通信电平转换的问题,在应用电平转换的措施之前还需要判断进行电平转换的必要性. 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:Voh& ...
3.3V与5V系统电平兼容的方法探究
在我们电路设计中,常常会遇到通信电平转换的问题,在应用电平转换的措施之前还需要判断进行电平转换的必要性. 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:Voh& ...
电平通讯速度_飞凌干货丨几种常见的电平转换电路分析及应用
在电路设计过程中,输入输出信号电平不匹配问题很常见,这时就需要设计人员对信号进行电平转换.常见的电平转换电路有以下几种: 1.由二极管构成的单向电平转换电路图1中RX为3.3V TTL电平与485驱 ...
MOS管电平转换电路学习
最近在设计中遇到一个简单,但是稍不注意就出错的问题,在此分享一下. 在电路开发过程中,我们经常遇到两个系统电平不一致的情况,比如IIC和UART通信等.使用MOSFET搭建双向电平转换电路,是比较常见 ...
5v 3.3v电平转换电路_MOS管电平转换电路，硬件工程师居家旅行、看门护院的必备良药...
作者:LR梁锐,排版整理:晓宇本文作者LR梁锐定居广州,是一位电子电路爱好者,有着非常丰富的硬件设计经验,欢迎大家进群勾搭闲聊电平转换在电路设计中非常常见,因为做电路设计很多时候就像在搭积木,这 ...
电子设计（7）3.3V和5V串口通信电平转换电路（超详细，超简单）
写在前面:两个单片机由于电平不同,串口通信可能会失败,这时候需要通过电平转换电路来解决,本文给出了两种方法,一种是通过三极管搭建,另一种是MOS管搭建,在硬件工程师的笔试中也经常会出现这样的题目. 3 ...

I2C总线3.3V与5V双向电平转换电路

I2C总线3.3V与5V双向电平转换电路相关推荐

最新文章

热门文章