一个很基础的IO口控制数据的收发电路,难倒了英雄汉
电子设计宝典 2024-11-11
做硬件的大多数人都喜欢玩电路,就像大多数男生都喜欢玩游戏一样。最近有个群友遇到电路图问题请教,其实这电路图并不难,可能很多做硬件的一看就知道。我之所以想要分享出来,原因是之前有很多基础不太好的同学问我,还有一些转行的同学,这里主要想照顾一下他们。


话题不多,进入正题,电路图如下:咱先不管这图的实用性,拿到电路图首先应该想到的是,这电路图主要想实现一个什么样的功能,然后再逐一分析。

功能要求:

假设VCC为12V,

当R6输入为高电平,则TX 输出为12V,RX输出为0。

当R6输入为低电平,则TX输出为0V, RX输出为12V简单说,就是想实现一个IO口控制数据的收发,且将数据扩大为其它电压VCC(可调),为什么用IO口不直接去控呢?因为单片机IO口一般都是3.3V,要想控制12V,只有通过电平转换电路的方式。收的时候不能发,发的时候也不能收。于是乎,加一个NPN三极管就可以实现反向。
好,功能搞清楚了,下面咱们来一步步分析一下:

1、芯片U1

芯片U1不影响整个电路的分析,可以先不管它,它是个达林顿管,就是多个三极管复合而成,你也可以看成是个三极管,用法都一样,不过达林顿管的驱动能力比三极管强多了,在这里的主要作用就是增强驱动能力。

2、R6输入为低电平时

2.1 U1-3脚为低电平时,U1-6脚被外部电阻R1,R2拉高,拉高后的电压为:


2.2 Q5三极管分析

Q5 基极电压为:

Q5的Vbe=12V-8.7V=3.3V ,大于0.7V 所以Q5导通。此时,TX=12V,为高;


2.3 Q6,Q7 三极管分析:由2.1得知,Q6的基极电压为7.67V大于0.7V,所以Q6导通。

Q6集电极电压接近0V,同理 Q7的Vbe大于0.7V,Q7导通,则RX输出为12V,为高。

综上所述:当输入为低时,输出TX为高,RX为高。跟要求的功能相反,此处电路有问题。


3、R6输入为高电平时

3.1 U1-3脚为高电平时,U1-6脚被拉低,拉低后的电压为0,

即:U1-6=0V


3.2 Q5的Vbe>0.7V(这里简单,大家自己算),Q5导通,TX=12V,为高。


3.3由于U1-6=0V,所以Q6截止,那么Q7也就截止,RX输出为0V。


综上所述,当输入为高时,输出TX为高,RX为低,满足要求。

所以本电路就只有一个问题:当输入为低时,输出TX为高,RX为高。即:那么当输入为低时,怎么让输出TX也为低

王工仔细观察,不需要删减任何电路,过更改电阻R1的阻值就可以解决问题。有兄弟问我是怎么想的,授人以鱼,不如授人以渔。

请大家看红色箭头所示回路,为什么要看这条回路呢?你想啊,你的目地是改变三极管Q5的开关,但是你发现没,无论输入电平怎么变化,三极管Q5完全没受控制,一直导通。那为什么不受控呢?那是因为三极管基极电压再怎么变化,Vbe压差始终>0.7V,你让他压差<0.7V不就行了,通过计算<300R可实现功能。


小结:  王工只是粗浅的分析本电路,实现了产品的基本功能,真正用在产品上考虑的会更多,比如上下电,三极管的温漂,功耗,还有就算一个没问题,小批量甚至量产是否都OK呢。软件BUG可以升级,硬件BUG只能改板,试错成本高,所以硬件需谨慎。



声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • 硬件
  • 原理图
  • 信号完整性
  • EMI
  • 电池采样电路异常,咋整?

    俗话说的好“电路和我有一个能跑就行,电路不跑我就跑”​。今天这期带来的是群友的一个硬件bug​。不过多阐述,​一起看看:

    12-04
  • 如何解决电调滤波电路中的温度漂移问题

    1、引言 电调滤波器是宽带微波接收机以及电子对抗系统中的关键部件之一,其性能指标的优劣直接影响整机性能。传统的YIG调谐滤波器在某些需要快速(μs级)调谐的场合是不适用的。因而,以变容管为调谐元件的电调滤波电路得到了日益广泛的应用。然而在窄带(<2%)调谐情况下,谐振元件尤其是变容管结电容的温度漂移严重影响电路性能,因此必须在电路原理以及结构上精心设计并采取必要的补偿措施。本文介绍了作者在该...

    11-27
  • FBAR滤波器在未来无线通信中的角色是什么?

    近年来,随着无线通信技术朝着高频率和高速度方向迅猛发展,以及电子元器件朝着微型化和低功耗的方向发展,基于薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)的滤波器的研究与开发越来越受到人们的关注。 传统的无线通信系统常常用到介质滤波器和SAW(Surface Acoustic Wave,声表面波)滤波器。介质滤波器虽然有较好的性能,但体积大,不便于用到便携式设备...

    11-27
  • RF增距芯片A7700助力射频电路设计

    由于消费类产品对无线通信功能的需求不断增长,针对这些需求目前存在各种技术方案,这些方案的优越性可用下面五个关键指标来衡量:成本,成本越低,应用越广。市场经验说明,当成本每降低10%,市场潜力将会扩大100%;传输范围,短距离无线方案的适用范围一般在室内30米以内;电源效率:无线设备在许多情况下是由电池供电的,因此电池使用寿命是一个关键指标,这一问题将会间接地反映在成本上;服务质量(QoS),在满足...

    11-27
  • 新型宽阻带共面带状线低通滤波器

    引言 共面带状线(CPS)是在二十世纪七十年代提出的一种同平面的传输线方式,由于结构简单,易于与有源和无源二端口器件跨接,避免了穿孔带来的工艺麻烦。同时,CPS对介质厚度不敏感、由不连续结构引起寄生效应小, 高频电磁波传播时损耗较低等,因此,被广泛应用于馈电网络和微波电路,如印刷偶极子天线、滤波器、耦合器、谐振器和放大器等。 在整流天线系统中,低通滤波器要求允许基波通过,能够有效阻止二次、三次谐波...

    11-27
  • 边限振荡器在核磁共振成像中的作用是什么?

    核磁共振成像采用先进的电子计算机断层成像技术,形成核磁共振计算机体层摄影,核磁共振成像的基本原理就是以磁场值来标记人体中共振核的空间位置。将人体置于一个稳定磁场中,并用特定的射频电磁波脉冲序列照射,使人体内某种原子核产生核磁共振,设法检测出某一层面内的核磁共振信号。然后由计算机处理成像,共振像表现的就是人体中核磁共振参数的空间分布,利用多种技术和方法,可以反映不同的信息内容,提供人体内部许多其他C...

    11-27
下载排行榜
更多
评测报告
更多
广告