分析一個群友發(fā)來的電路，很基礎(chǔ)，但好多人可能不會

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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+，偶然點開看到這個電路圖，覺得有點意思，分享給大家。



其實這電路圖并不難，可能很多做硬件的一看就知道。我之所以想要分享出來，原因是之前有很多基礎(chǔ)不太好的同學(xué)問我，還有一些轉(zhuǎn)行的同學(xué)，這里主要想照顧一下他們。關(guān)注公眾號硬件筆記本


0 m0 {/ [% a( V. w/ d話題不多，進(jìn)入正題，電路圖如下：

咱先不管這圖的實用性，拿到電路圖首先應(yīng)該想到的是，這電路圖主要想實現(xiàn)一個什么樣的功能，然后再逐一分析。功能要求：
1 e5 ?, \5 I- k( u5 h( q假設(shè)VCC為12V，
2 F. l' d  ~& D" I8 ^5 O當(dāng)R6輸入為高電平，則TX 輸出為12V，RX輸出為0。
當(dāng)R6輸入為低電平，則TX輸出為0V， RX輸出為12V。簡單說，就是想實現(xiàn)一個IO口控制數(shù)據(jù)的收發(fā)，且將數(shù)據(jù)擴大為其它電壓VCC（可調(diào)），為什么用IO口不直接去控呢？因為單片機IO口一般都是3.3V，要想控制12V，只有通過電平轉(zhuǎn)換電路的方式。關(guān)注公眾號硬件筆記本收的時候不能發(fā)，發(fā)的時候也不能收。于是乎，加一個NPN三極管就可以實現(xiàn)反向。
3 i* R4 y% S8 v* ~* K. d好，功能搞清楚了，下面咱們來一步步分析一下：
: E9 V# ^; N( \: H1、芯片U1芯片U1不影響整個電路的分析，可以先不管它，它是個達(dá)林頓管，就是多個三極管復(fù)合而成，你也可以看成是個三極管，用法都一樣，不過達(dá)林頓管的驅(qū)動能力比三極管強多了，在這里的主要作用就是增強驅(qū)動能力。
3 F; A6 B( M3 k. e
/ D. _3 j3 z' q) X* G& q2、當(dāng)R6輸入為低電平時2.1 U1-3腳為低電平時，U1-6腳被外部電阻R1，R2拉高，拉高后的電壓為：


3 D5 Y2 @* d; W! F2.2 Q5三極管分析

* w- C/ w* i& D1 A1 b4 p3 v2 u" dQ5 基極電壓為：

7 W, N2 c# x( D: S) `  ZQ5的Vbe=12V-8.7V=3.3V ，大于0.7V 所以Q5導(dǎo)通。此時,TX=12V，為高；
( X& n: w, W4 g8 c( T2.3 Q6，Q7 三極管分析：
3 g7 X9 ?+ K( X) M% E% T8 k
1 ^3 N& H/ J" S1 P4 U% \( f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)注公眾號硬件筆記本
綜上所述：當(dāng)輸入為低時，輸出TX為高，RX為高。跟要求的功能相反，此處電路有問題。
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3、當(dāng)R6輸入為高電平時

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- p2 m9 ?" I/ [" I3.1 U1-3腳為高電平時，U1-6腳被拉低，拉低后的電壓為0，
即：U1-6=0V

2 _1 m; q* O1 o2 N- |+ ]3.2 Q5的Vbe＞0.7V（這里簡單，大家自己算），Q5導(dǎo)通，TX=12V，為高。
( m1 p) G  M/ A3 _$ |! O
: {2 U8 @) ~* h# y8 |8 J3.3由于U1-6=0V，所以Q6截止，那么Q7也就截止，RX輸出為0V。

* V% u2 ~  h% I# `9 S綜上所述，當(dāng)輸入為高時，輸出TX為高，RX為低，滿足要求。關(guān)注公眾號硬件筆記本
. C, q9 m; `) ?所以本電路就只有一個問題：當(dāng)輸入為低時，輸出TX為高，RX為高。即：那么當(dāng)輸入為低時，怎么讓輸出TX也為低？

王工仔細(xì)觀察，不需要刪減任何電路，通過更改電阻R1的阻值就可以解決問題。有兄弟問我是怎么想的，授人以魚，不如授人以漁。請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的開關(guān)，但是你發(fā)現(xiàn)沒，無論輸入電平怎么變化，三極管Q5完全沒受控制，一直導(dǎo)通。那為什么不受控呢？那是因為三極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，通過計算＜300R可實現(xiàn)功能。

小結(jié):  王工只是粗淺的分析本電路，實現(xiàn)了產(chǎn)品的基本功能，真正用在產(chǎn)品上考慮的會更多，比如上下電，三極管的溫漂，功耗，還有就算一個沒問題，小批量甚至量產(chǎn)是否都OK呢。軟件BUG可以升級，硬件BUG只能改板，試錯成本高，所以硬件需謹(jǐn)慎。

以上是王工的一點拙見，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 請加微信：woniu26a


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