基于ST2378E的逻辑电平兼容方案

工程师，在研发设计电路项目，会使用不同电压幅值的电源电路，常用的电压幅值包含1.8V、3.3V、5.0V以及12V等等；他们分别应用在不同的功能电路中，比如

1.8V：一般用在Flash存储芯片的工作电源；

3.3V：一般用在单片机的工作电源；

5.0V：一般用在通信芯片的工作电源；

12V：一般用在电机的驱动电源；

单片机的工作电压比较宽广，1.8V & 3.3V & 5.0V均可工作；

同一个项目会出现不同的电源电压，不同项目之间更容易出现不同的电源电压；为了更形象地解释此问题，芯片哥以项目开发案例来说明

电路项目

01 项目案例

在同一个智能家居电路项目中，包含两个风机控制器A和风机控制器B；A控制器中采用的温度传感器信号是3.3V逻辑电平，B控制器中采用的湿度传感器信号是5.0V逻辑电平，因此工程师在开发电路设计选用单片机时，就确定了A控制器的单片机工作电压是3.3V，B控制器的单片机是5.0V；

如果A控制器与B控制器之间没有互相数据通信，此时对于项目的开发是没有问题；如果A控制器与B控制器之间需要互相交换数据而通信，会出现两个电路系统逻辑电平不兼容的问题；

逻辑电平不兼容

02 电平兼容问题

在“逻辑电平不兼容”图中，工程师很清晰地看出风机控制器A与风机控制器B之间串口通信UART的问题；具体存在的问题表现为

对于控制器A，逻辑高电平“1”所代表的电压为3.3V，逻辑低电平“0”所代表的电压为0V；

对于控制器B，逻辑高电平“1”所代表的电压为5.0V，逻辑低电平“0”所代表的电压为0V；

当控制器A发送逻辑高电平“1”至控制器B时，存在不被控制器B有效识别成逻辑高电平“1”的风险；

当控制器B发送逻辑高电平“1”至控制器A时，容易造成控制器A的芯片引脚被击穿损坏的风险；

那么针对这类项目设计中存在的问题，工程师该如何去解决呢？可以采用什么芯片的电路方案能解决此类问题呢？

ST2378E电平转换芯片的电路应用方案就能很好地解决这类问题；工程师可能会追问芯片哥，ST2378E电平转换芯片具体什么样的电路特性？它的应用电路是怎么样的？它能实现转换什么类型的逻辑电平？

ST2378E电路特性

在描述ST2378E电路特性之前，先简单介绍下芯片的引脚定义图

ST2378E引脚定义图

Pin 1引脚：I/O_LX系列引脚的工作电源；

Pin 20引脚：I/O_CX系列引脚的工作电源；

Pin 2~Pin 12引脚：I/O_LX系列引脚为逻辑电平输入引脚；

Pin 9~Pin 19引脚：I/O_CX系列引脚为逻辑电平输入引脚；

Pin 11引脚：OE为芯片使能控制引脚；

芯片的工作原理简单说明如下

假如A电平3.3V与B电平5.0V需要实现电压转换，则VL引脚电源接入3.3V，VCC引脚电源接入5.0V，A电平连接I/O_L1引脚，B电平连接I/O_C1引脚即可；

ST2378E电平转换芯片，实现的电路功能就是可以将某一逻辑电平X转换成另外一种逻辑电平Y，并且转换是双向的，也就是X与Y是可以互相转换，互不干扰，属于同步转换类型；

ST2378E应用电路

工程师在初步了解完ST2378E芯片的电路特性之后，就可以依据项目开发中实际存在的电路问题，做出相应的解决设计方案

ST2378E应用电路图

在ST2378E应用电路图中，风机控制器A与风机控制器B之间的数据通信是采用串口UART，因此只需将风机控制器A的UART通信引脚RXA与TXA分别连接到I/O_L1和I/O_L2，风机控制器B的UART通信引脚TXB与RXB分别连接到I/O_C1和I/O_C2；就能解决不同逻辑电平彼此之间通信的电路问题；

ST2378E工作使用条件

逻辑电平转换方案虽然得到解决，但对于ST2378E也存在不足之处，其一是工作电压的限制；工程师在项目应用中，VCC电压必须大于VL电压，且Vcc的最大工作电压为7V。