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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。
3.3V 单片机和 5V 单片机通信的思路
MOS 管转换电路
工作原理：
1、当 3V3 单片机发送逻辑 1，即 3V3_TX=3.3V，Ugs=0V，MOS 管截止，5V_RX 通过 R2 上拉到+5V，5V_RX=5V；
2、当 3V3 单片机发送逻辑 0，即 3V3_TX=0V，Ugs=3V，MOS 管导通，5V_RX 会被拉低，5V_RX=0V；
3V3_TX 发送给 5V_RX
那有人说了，5V 的数据怎么发送给 3V3 单片机呢？是不是将信号方向及电源更换即可，我们来看一下。
工作原理：
1、当 5V 单片机发送逻辑 1，即 5V_TX=5V，Ugs=0V，MOS 管截止，3V3_RX 通过 R1 上拉到 3V3，3V3_RX=3.3V；
2、当 5V 单片机发送逻辑 0，即 5V_TX=0V，Ugs=5V，MOS 管导通，3V3_RX 被拉低，所以 3V3_RX=0；
以上分析似乎合情合理，其实如下电路不可用，上面的第 2 点其实是没有问题的，主要是第 1 点，当 MOS 管截止时，5V_TX 的 5V 电压会经过 MOS 管的体二极管到达 3V3_RX，使 3V3_RX 的电压高于 3.3V（4V 多，取决于体二极管的导通压降）。这样的话，一方面 4V 多的电压与 3.3V 有压差，经过 R1 电阻会有耗电；另一方面，4V 多的电压也可能损坏 3.3V 单片机的 RX 管脚。
此电路不可用
利用仿真软件仿真，可以看到 MOS 管截止时，输出是 4.44V，明显高于 3.3V，验证了上述的观点。
仿真上述不可用电路
那如何设计 5V 发送到 3.3V 单片机呢？其实也简单，两个器件搞定，如下是电路图。
1、5V_TX=5V 时，二极管 D1 截止，3V3_RX=3.3V；
2、5V_TX=0V 时，二极管 D1 导通，3V3_RX≈0.6V；实际 3V3_RX 是多少，取决于 D1 的正向导通压降，因为要得到更低的电压，一般 D1 选择肖特基二极管，肖特基优点就是导通压降小。
5V_TX 发送给 3V3_RX
三极管转换电路
工作原理：
1、当 3V3 单片机发送逻辑 1，即 3V3_TX=3.3V，NPN 三极管截止，5V_RX 通过 R2 上拉到+5V，5V_RX=5V；
2、当 3V3 单片机发送逻辑 0，即 3V3_TX=0V，NPN 三极管导通，5V_RX 会被拉低，所以 5V_RX=0V；
3V3_TX 发送给 5V_RX
利用三极管，5V 单片机发送给 3.3V 单片机，是不是电源和信号互换就可以，和 MOS 管电路一样，如下电路同样不能用。
原因是当 5V_TX 为 5V 时，发射极反偏，但是 5V 通过电阻 R1 由三极管的基极到达三极管的集电极，造成集电极正偏，和 MOS 管电路一样，使 3V3_RX 电压高于 3.3V（4V 多），大家可以仿真一下，这里我就不仿真了。
此电路不可用
如下，给出了 5V 单片机向 3.3V 单片机发送的电路图，用两个 NPN 三极管搭建。
工作原理：
1、当 5V 单片机发送逻辑 1，即 5V_TX=5V，Q1 导通，Q2 的基极被拉低，Q2 截止，所以 3V3_RX=3.3V；
2、当 5V 单片机发送逻辑 0，即 5V_TX=0V，Q1 截止，Q2 导通，所以 3V3_RX=0V；
5V_TX 发送给 3V3_RX
可以看到，我并没有画两个 NMOS 管搭建 5V 单片机向 3.3V 单片机发送的电路，其实将上图中的三极管换成 NMOS 管，就能实现，在实际的电路设计中，为减少成本，应尽量考虑用较少的器件搭电路，所以一般就用二极管方案。
