分析一個群友發(fā)來的電路，很基礎(chǔ)，但好多人可能不會

硬件筆記本

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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。



- ?6 h; l8 g. @, R' U; |& n# w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
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' T9 @) d. |: M0 ?0 @( Q8 C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：
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。
& a% k0 M7 ?' l& m$ V/ w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(kuò)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(jī)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。
好，功能搞清楚了，下面咱們來一步步分析一下：
% ^6 y9 {3 K2 ?2 p3 f! D1、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(qiáng)多了，在這里的主要作用就是增強(qiáng)驅(qū)動能力。
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9 |$ c; A7 _# y% {0 {9 c2、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：
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2.2 Q5三極管分析

Q5 基極電壓為：

Q5的Vbe=12V-8.7V=3.3V ，大于0.7V 所以Q5導(dǎo)通。此時,TX=12V，為高；
( T/ ~2 |& r# }! o  J6 s8 i: {" q2.3 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)注公眾號硬件筆記本
1 D+ @3 Z/ h0 O( s4 N. L" h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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1 E$ B% E: g5 L: k/ j3、當(dāng)R6輸入為高電平時
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3.1 U1-3腳為高電平時，U1-6腳被拉低，拉低后的電壓為0，
3 ?: L& p; }: A; L, W即：U1-6=0V
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3.2 Q5的Vbe＞0.7V（這里簡單，大家自己算），Q5導(dǎo)通，TX=12V，為高。

3.3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，輸出TX為高，RX為低，滿足要求。關(guān)注公眾號硬件筆記本
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。
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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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