分析一個(gè)群友發(fā)來(lái)的電路，很基礎(chǔ)，但好多人可能不會(huì)

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大家好，我是王工。做硬件的大多數(shù)人都喜歡玩電路，就像大多數(shù)男生都喜歡玩游戲一樣。最近群里的小伙伴太活躍了，每天未讀消息都是幾百+，偶然點(diǎn)開(kāi)看到這個(gè)電路圖，覺(jué)得有點(diǎn)意思，分享給大家。


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# z8 g3 C9 G' O+ o% k: O; r  A其實(shí)這電路圖并不難，可能很多做硬件的一看就知道。我之所以想要分享出來(lái)，原因是之前有很多基礎(chǔ)不太好的同學(xué)問(wèn)我，還有一些轉(zhuǎn)行的同學(xué)，這里主要想照顧一下他們。關(guān)注公眾號(hào)硬件筆記本
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6 z. ^) |3 `; O" Q6 L話(huà)題不多，進(jìn)入正題，電路圖如下：

8 H! S& A* D3 X" j咱先不管這圖的實(shí)用性，拿到電路圖首先應(yīng)該想到的是，這電路圖主要想實(shí)現(xiàn)一個(gè)什么樣的功能，然后再逐一分析。功能要求：
- E. @2 q' i7 y: M4 f( v假設(shè)VCC為12V，
當(dāng)R6輸入為高電平，則TX 輸出為12V，RX輸出為0。
, {7 Z8 E& X: \6 l當(dāng)R6輸入為低電平，則TX輸出為0V， RX輸出為12V。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是想實(shí)現(xiàn)一個(gè)IO口控制數(shù)據(jù)的收發(fā)，且將數(shù)據(jù)擴(kuò)大為其它電壓VCC（可調(diào)），為什么用IO口不直接去控呢？因?yàn)閱纹瑱C(jī)IO口一般都是3.3V，要想控制12V，只有通過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路的方式。關(guān)注公眾號(hào)硬件筆記本收的時(shí)候不能發(fā)，發(fā)的時(shí)候也不能收。于是乎，加一個(gè)NPN三極管就可以實(shí)現(xiàn)反向。
好，功能搞清楚了，下面咱們來(lái)一步步分析一下：
1、芯片U1芯片U1不影響整個(gè)電路的分析，可以先不管它，它是個(gè)達(dá)林頓管，就是多個(gè)三極管復(fù)合而成，你也可以看成是個(gè)三極管，用法都一樣，不過(guò)達(dá)林頓管的驅(qū)動(dòng)能力比三極管強(qiáng)多了，在這里的主要作用就是增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。
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2、當(dāng)R6輸入為低電平時(shí)2.1 U1-3腳為低電平時(shí)，U1-6腳被外部電阻R1，R2拉高，拉高后的電壓為：

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5 A+ g! {# t, g% b: F2.2 Q5三極管分析
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$ I) D* ^9 u: ?5 j3 {Q5 基極電壓為：
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Q5的Vbe=12V-8.7V=3.3V ，大于0.7V 所以Q5導(dǎo)通。此時(shí),TX=12V，為高；
2.3 Q6，Q7 三極管分析：

由2.1得知，Q6的基極電壓為7.67V，大于0.7V，所以Q6導(dǎo)通。Q6集電極電壓接近0V，同理 Q7的Vbe大于0.7V，Q7導(dǎo)通，則RX輸出為12V，為高。關(guān)注公眾號(hào)硬件筆記本
% @8 \5 Q8 D0 B( {: v$ w綜上所述：當(dāng)輸入為低時(shí)，輸出TX為高，RX為高。跟要求的功能相反，此處電路有問(wèn)題。
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! s, e" O5 k2 j; o3、當(dāng)R6輸入為高電平時(shí)
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3.1 U1-3腳為高電平時(shí)，U1-6腳被拉低，拉低后的電壓為0，
) n! Z' U. F9 ]/ O) {即：U1-6=0V

; J9 d2 k) r8 Q# c3.2 Q5的Vbe＞0.7V（這里簡(jiǎn)單，大家自己算），Q5導(dǎo)通，TX=12V，為高。
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0 _4 F/ B' v* J8 \/ {' K3.3由于U1-6=0V，所以Q6截止，那么Q7也就截止，RX輸出為0V。
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綜上所述，當(dāng)輸入為高時(shí)，輸出TX為高，RX為低，滿(mǎn)足要求。關(guān)注公眾號(hào)硬件筆記本
2 [9 ~( U6 ?' ~1 N$ ^8 B所以本電路就只有一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)輸入為低時(shí)，輸出TX為高，RX為高。即：那么當(dāng)輸入為低時(shí)，怎么讓輸出TX也為低？
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7 d  n" N7 r( f) |% K% m. r王工仔細(xì)觀察，不需要?jiǎng)h減任何電路，通過(guò)更改電阻R1的阻值就可以解決問(wèn)題。有兄弟問(wèn)我是怎么想的，授人以魚(yú)，不如授人以漁。請(qǐng)大家看紅色箭頭所示回路，為什么要看這條回路呢？你想啊，你的目地是改變?nèi)龢O管Q5的開(kāi)關(guān)，但是你發(fā)現(xiàn)沒(méi)，無(wú)論輸入電平怎么變化，三極管Q5完全沒(méi)受控制，一直導(dǎo)通。那為什么不受控呢？那是因?yàn)槿龢O管基極電壓再怎么變化，Vbe壓差始終＞0.7V，你讓他壓差＜0.7V不就行了，通過(guò)計(jì)算＜300R可實(shí)現(xiàn)功能。

+ I+ T6 I! s" Z小結(jié):  王工只是粗淺的分析本電路，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的基本功能，真正用在產(chǎn)品上考慮的會(huì)更多，比如上下電，三極管的溫漂，功耗，還有就算一個(gè)沒(méi)問(wèn)題，小批量甚至量產(chǎn)是否都OK呢。軟件BUG可以升級(jí)，硬件BUG只能改板，試錯(cuò)成本高，所以硬件需謹(jǐn)慎。
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以上是王工的一點(diǎn)拙見(jiàn)，如果你有更好的思路，歡迎探討。投稿/招聘/推廣/宣傳/技術(shù)咨詢(xún) 請(qǐng)加微信：woniu26a
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