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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。$ H. i9 v- g3 T+ o D1 A
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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:& _' v1 e& B- W) b! B
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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,( Q e/ z1 w. D2 b2 W
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。4 s R. A9 @& h" G( D0 f
好,功能搞清楚了,下面咱們來(lái)一步步分析一下:( ` O* g9 o/ V5 @* N3 f) [
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:; Z7 W- ^* g- E) t$ g$ Y
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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;; C; [% L. V4 E+ ^+ f0 [4 B A
2.3 Q6,Q7 三極管分析:# ^- y0 K/ [' h; t# @) J
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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=0V9 [" U+ B, w+ h
; 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。2 x, i) p; e8 V! ^% {/ z
+ 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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