技术科普资产监测设备中关于一种电平转换电路的使用说明

Posted 2021-09-12 瑞奇Ricky

物联网设备作为可无线连接到网络且具有传输数据能力的设备，可以将互联网的连接范围从电脑段、移动段拓展到普通的物品。物联网设备将这些普通的物品通过网络进行监测和控制。

常见的物联网设备分为三大类：消费类、企业类、工业类等，专业为用户提供资产监测解决方案的通信公司，经过长期的市场调研，以为客户提供资产跟踪解决方案为目的，开发了资产监测设备、环境监测设备、人员定位设备、车辆跟踪设备为用户的资产监测提供高效率的保障。

在资产监测设备的开发过程中，笔者遇到两个电平不匹配的情况，经过技术人员的整理，针对该问题，需要将一个电平转换为电路：
当两个电平不匹配的功能电路需要进行连接的时候就需要用到电平转换电路，这里推荐一个电平转换电路并附上原理说明。转换电路如下：

上图中U1_TX、U1_RX为MCU的电压域，这里为3.3V，MAIN_RDX、MAIN_TDX为模块的电压域，这里匹配的是移远模块，电压域为1.8V。该电路的应用主要是对串口通信进行电平的转换，这里对单路进行分析：
如果在U1_TX和MAIN_RXD这一路需要进行数据交换（数据流向为U1_TX到MAIN_RXD），当U1_TX为低电平的时候，三极管Q8的发射极为低电平，基极为1.8V，三极管导通，MAIN_RXD也为低电平；当U1_TX为高电平的时候，三极管Q8的发射极为高电平，基极为1.8V，三极管处于截至区，MAIN_RXD保持为高电平。这样下来可以保证U1_TX和MAIN_RXD电平一致，且U1_TX和MAIN_RXD电压域互相隔离，实现了串口电平的转换。对于U1_RX和MAIN_TXD也是一样的原理。

从事物联网学习或相关设备的开发人员在面临类似问题时，可参考以上解决方案。