إذا تم التواصل بين وحدة الاستشعار ونظام المستخدم باستخدام بروتوكولات UART أو SPI أو IO، فإن مستوى جهد واجهة وحدة الاستشعار يكون عادةً 3.3 فولت، وكذلك مستوى جهد نظام المستخدم. في هذه الحالة، يكون الاتصال المباشر ممكنًا في أغلب الأحيان. مع ذلك، إذا كان مستوى جهد واجهة نظام المستخدم 1.8 فولت أو 5 فولت، فعند تفاعل الوحدة مع نظام المعالج الدقيق أحادي الشريحة لتبادل البيانات، قد يؤدي عدم تطابق مستويات الجهد بين الطرفين إلى فشل الاتصال، وتدفق عكسي للتيار، واستهلاك غير طبيعي للطاقة، واضطرابات في الجهد، وغيرها من المشاكل. ستتناول هذه المقالة عدة طرق شائعة لمطابقة مستويات الجهد، ويمكن للمستخدمين اختيار الطريقة الأنسب وفقًا لحالتهم.
قم بتزويد جانبي شريحة التحويل بمصدرَي الطاقة اللازمين، ثم وصّل إشارات الإدخال والإخراج المطلوبة للتحويل بمدخلات ومخرجات الشريحة. تتم جميع عمليات التحويل داخليًا بواسطة الشريحة. يوضح الشكل التالي دائرة تحويل المستوى باستخدام SN74LVC2T45DCTR.
تتميز هذه الخطة بسرعتها الفائقة، وقدرتها العالية على القيادة، وسهولة استخدامها. أما عيوبها فتتمثل في ارتفاع تكلفتها نسبياً.
كما هو موضح في الشكل أدناه، هذه دائرة تحويل مستوى ثنائية الاتجاه.
لنبدأ بتحليل حالة إرسال البيانات من 3.3 فولت إلى 5 فولت. عندما يكون جهد طرف UART1_TX مرتفعًا، يكون الترانزستور MOSFET Q1 في حالة قطع، ويتم رفع جهد طرف UART2_RX إلى جهد التغذية الخاص به. وعندما يكون جهد طرف UART1_TX منخفضًا، يعمل الترانزستور MOSFET Q1، ويتم خفض جهد طرف UART2_RX إلى مستوى منخفض بواسطة Q1، وبذلك تكتمل عملية تحويل الجهد.
ثانيًا، دعونا نحلل حالة إرسال البيانات من 5 فولت إلى 3.3 فولت. عندما يكون جهد طرف UART2_TX عاليًا، يكون كل من ترانزستور MOSFET Q2 وثنائي الجسم في حالة قطع، ويتم رفع جهد UART1_RX إلى مستوى عالٍ بواسطة المقاوم R3. عندما يُخرج UART2_TX جهدًا منخفضًا، لا يعمل ترانزستور MOSFET، لكن ثنائي الجسم الخاص به يخفض جهد UART1_RX إلى مستوى منخفض. عند هذه النقطة، يكون جهد Vgs أكبر من جهد التشغيل، فيعمل ترانزستور MOSFET، مما يؤدي إلى خفض جهد UART1_RX بشكل أكبر.
يمكن أيضًا استبدال ترانزستورات MOSFET بترانزستورات أخرى.
تتمثل ميزة هذا الحل في انخفاض تكلفته، بينما يتمثل عيبه في أن معدل نقل البيانات لا يمكن أن يتجاوز 400 كيلوبت في الثانية بشكل عام.
يستخدم هذا الحل نوعًا واحدًا فقط من المكونات - المقاومات، كما هو موضح في الشكل أدناه. عندما ترسل وحدة مستوى 3.3 فولت البيانات إلى اليمين، فإنها تمر فقط عبر مقاومة تحديد التيار، ويكون مستوى الإشارة عند طرف الاستقبال في العميل ضمن النطاق المحدد. أما عندما يرسل العميل مستوى 5 فولت البيانات إلى اليسار، فإنه يستخدم مقاومتين لتقسيم الجهد، ويكون الجهد عند طرف الاستقبال على اليسار 5 فولت × 2 كيلو أوم / (1 كيلو أوم + 2 كيلو أوم) ≈ 3.3 فولت.
تتميز هذه الطريقة بتكلفتها المنخفضة للغاية وسهولة استخدامها في تصميم لوحات الدوائر المطبوعة. أما عيوبها فتتمثل في ضعف قدرتها على نقل البيانات بسرعة عالية، حيث لا تتجاوز سرعة نقل البيانات فيها عادةً 100 كيلوبت في الثانية.
Xml سياسة الخصوصية المدونة خريطة الموقع
حقوق النشر
@ شركة مايكرو ماجيك كل الحقوق محفوظة.
دعم الشبكة
بالعربية
