关于单片机IO口电平转换

Question

在这个电平转换电路中，当单片机IO口（3.3V器件）拉低时，MOS导通，5V器件被拉低，此时单片机IO口岂不是接入了一个5V上拉电阻，这样为什么不会烧单片机（单片机IO不耐受5V），是因为单片机IO拉低到地的原因？单片机IO拉低到地就只考虑灌电流不考虑电压？

Answer 1

不会烧坏啊，就是因为串了一个电阻，而且是为0的时候才导通的，单片机内部就是可以看成一个导通的mos管接地。此时只要串联的电阻不太小是没有问题的，I2C推荐上拉电阻都至少5-10k，那么电流只有1mA左右。只要单片机灌电流能承受1mA那么管脚的电压就是低电平，哪里超压了呢？只要你的灌电流能符合要求你就是10v 串电阻上拉也没问题。追问

那这意思就是当单片机引脚拉低到地时，只控制灌电流大小就行呗

追答

可以这么理解，你只需要关注那个引脚的电压会不会超限就行，你灌电流控制得好当然那个脚的电压不会超限。

追问

那再请教下，在3.3V单片机引脚是高电平，在引脚接一个5V上拉电阻，这个情况下是怎么造成烧毁的，按说电流也不会超吧

追答

给你个lpc系列单片机的管脚示意图嘛，当输出高电平的是否上面那个mos管打开的，因为g极输出高，下面的mos是关闭的，此时近视输出Vdd，也就是3.3v。乳沟你的管脚Px[y]串一个电阻接5v，情况就像你拿个3.3v的电池串一个电阻接到5v上效果相同，此时3.3v是没办法输出电流的，因为对方电压高。而且5v的电流会流向3.3v此时如果上面的mos管电流倒灌，(有的mos管是不允许电流反向流动的)Px[y]的电压高于3.3v，g极由于比P[x]y电压低mos管会关断，此时5v电压就加到这个管脚上面了。而手册说不能承受5v于是乎恭喜报废了

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Answer 2

做试验啊，这个没别的更好的办法。
入PINx的值会随外部电路输入高低电平变化而变化，因为它此时属于输入状态，能读入引脚电平；而所谓的高阻态只是相对于输出来说的，输出进入高阻态，并不影响输入，即PINx的读入。
一次我搭了一个键盘电路，没有使用上拉电阻，且DDRx、PORTx分别配置为0、0，发现PINx的值由于外界干扰而不停地改变；而DDRx、PORTx分别配置为0、1发现PINx的值不再受外界干扰（内部上拉电阻使能了），而是受键盘的正常控制。综上所述，读入PINx的值会随外部电路输入高低电平变化而变化。

Answer 3

仔细查看了你出示的电路，发现3.3V这边的器件输出端是没有机会承受5V高电平的，因为当这边输出高电平时，MOS管因栅源等电位截止隔离了漏极这边的5V，当这边输出拉低时MOS管又满足了导通条件，漏极这边又被同步拉低，因此，不可能有5V电压加载到左边3.3V器件上。追问

那这意思就是当单片机引脚拉低到地时，只控制灌电流大小就行呗

追答

是的

追问

那再请教下，在3.3V单片机引脚是高电平，在引脚接一个5V上拉电阻，这个情况下是怎么造成烧毁的，按说电流也不会超吧

追答

实际情况是单片机带I2C接口的引脚都是开漏的（即内部MOS管漏极是可以通过设置断开的），在此情况下即使上拉到5V也是没事的。如果不开漏被上拉到5V，可能会有问题，此时，就不是单纯口线的问题了。

Answer 4

单片机IO拉低到地，意思就是这时候单片机IO的电压是0V，远远小于5V，当然不会损坏。