STC单片机IO口电平兼容问题及解决办法

正是河豚

      STC15W系列单片机工作电源范围比较宽，可以工作在5V电压下，此时，单片机IO口可以与5V电平的芯片相连，可以工作在3.3V电压下，此时，单片机IO口可以和3.3V电平芯片相连。但有些时候，无论单片机工作在5V还是3.3V，其外围电路可能既有5V的也有3.3V的，那如何实现电平兼容呢？下面我们就电平兼容问题给出一些可供参考的方案。
      1、使用专门的电平转换芯片：市场上这类芯片也比较多，下面以74LVC4245为例进行简述，如下图，芯片是两路电源独立供电，通过控制DIR及OE两个引脚实现对电平是3.3V到5V还是5V到3.3V的电平转换。当然，如果转换方向固定，DIR及OE可直接接地或上拉到高电平实现转换功能。

注：市场还有16路等的电平转换芯片，根据需要选择，此类芯片的特点是性能稳定，但价格偏贵，要根据需要综合考虑。

2、使用电平兼容或耐压型逻辑芯片实现电平转换：3.3V电平转5V电平可以使用74xHCT系列芯片，5V电平转3.3V电平可以使用74AHC/VHC系列芯片。
注：这种方案的性价比应该是较高的，可以在设计电路时优先考虑。

3、搭建简易电路实现电平兼容：这种方法比较适合路数比较少的场合或者测试检验使用，下图是描述工作在5V电源的STC单片机和工作的3.3V模块间的串口通信电路部分，3.3V模块的TXD可以直接和STC单片机的RXD相连，不会损坏引脚，而STC单片机的TXD则通过下图电路和3.3V模块RXD相连。简单分析下原理，当STC单片机TXD引脚发送高电平时，二极管截止，3.3V模块RXD处电平也是高电平3.3V，当STC单片机TXD引脚发送低电平时，二极管导通，3.3V模块RXD处电平也是低电平，这样就有效的保护了3.3V模块的通信引脚。

注：这种方法对通信的波特率比较敏感，当频率要求较高时，可能无法达到通信要求，这时就需要考虑使用专门的准换芯片了。