【经验】32位MCU EFM32ZG与5V系统连接的电平转换接口电路设计

2020-09-27 世强
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SILICON LABSEFM32ZG系列是超低功耗和低能耗的32位MCU。EFM32ZG具有强大的ARM®Cortex®-M0+内核,创新的低能耗技术,非常适合电池供电的应用和其他需要高性能和低能耗的系统。


EFM32ZG芯片的供电电压范围是1.98V~3.8V,GPIO的最大电压为Vdd+0.3V,在与5V系统连接时,EFM32ZG的GPIO无法直接接到5V的GPIO上,长期工作有引起芯片损坏的风险。因此,在与5V系统连接时需要依靠外部的电平转换电路保证芯片的可靠工作。当需要连接的端口较少时,可以使用一个MOS管实现3V与5V电平的转换工作,电路原理图如下:

这样使用的条件是EFM32ZG芯片与5V系统的GPIO都要设置为漏极开路方式。

当EFM32ZG输出高电平时,MOS管不导通,5V系统侧的输入电压被上拉电阻拉到5V,输入为高电平。

当EFM32ZG输出低电平时,MOS管导通,5V系统侧的输入电压被拉到低电平。

当5V系统输出高电平,MOS管不导通,3.3V侧被上拉电阻拉到高电平。

当5V系统输出低电平时,MOS管的体二极管导通,EFM32ZG的输入被拉低,输入为低电平。


使用MOS管做电平转换通信接口较少的应用。如果需要大量的GPIO都支持5V系统,要考虑使用专用的电平转换芯片来实现。


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