TX/RX通信用MOS电平转换电路设计

一路上

前言

今天给大家分享下TX/RX传输的MOS电平转换电路设计案例，既规诫自己以后设计电路需严谨再严谨，也向大家再次从犯错纠错的角度介绍TX/RX传输的MOS电平转换电路。

一、1.8V的TX传输至3.3V的RX

1、此电路本来的作用：完成TX/RX收发端的电平转换及隔离，其中左下边A_TX端为一主芯片端IO口，它的电平为1.8V;右下边B_RX为另一芯片端IO口，它的电平为3.3V;R2,R3,R4为上拉电阻(G级的串电阻一般作用为抑制MOS管的寄生电容充放电所出现的瞬间电流和抑制寄生电感和寄生电容所引起的振荡)。中间Q1为MOS管。UART口为默认高电平，A_TX及B_RX都为UART口，即A_TX及B_RX默认高电平。

2、设计时的思路是：当A_TX端有数据要发送时，A_TX端电平回拉低，此时MOS管的S即为低电平，G-S端压差足够，MOS管导通，D-S端连通，RXD也被拉低，即实现了数据从A_TX端到B_RX端的传输。

3、错误点：MOS管的G级上拉至3.3V，而MOS管的S级上拉至1.8V，这就导致了A_T处于默认高电平时，MOS管的G-S端都有压差为1.5V，当我们选用的MOS的GS导通电压低于1.5V时，MOS管将一直处于导通状态。

综上，此电路应做调整如下图，将MOS管G级的上拉改到上拉至1.8V。

二、3.3V的TX传输至1.8V的RX

1、此电路本来的作用同上诉1。

2、设计思路：当B_TX端有数据要发送时，B_TX端电平回拉低，此时MOS管的S即为低电平，G-S端压差足够，MOS管导通，D-S端连通，A_RX也被拉低，即实现了数据从B_TX端到A_RX端的传输。

3、错误点：由于MOS管存在寄生二极管由S端指向D端，而如此电路S端默认电压为3.3V，D端默认电压为1.8V，压差1.5V，达到了MOS管的寄生二极管的导通电压，因此MOS管将一直处于导通状态，失去作用。

综上，应作调整如下图，将MOS管的D端和S端调个头，把G端上拉改为1.8V。

参考
不同电平信号的MCU之间怎么通信
STM32用IO模拟实现软件串口

作者：魂兮龙游