I2C總線3.3V與5V雙向電平轉(zhuǎn)換電路圖：

電路功能：

本例電路可實(shí)現(xiàn)I2C雙向總線系統(tǒng)中3.3V與5V電平的雙向轉(zhuǎn)換,，且不需要方向選擇信號(hào),，而且還能將掉電的總線部分和剩下的總線系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái)，保護(hù)低壓器件防止高電壓器件的高電壓毛刺,。

整個(gè)電路的工作過(guò)程：

I2C總線有一條串行數(shù)據(jù)線SDA和一條串行時(shí)鐘線SCL,。I2C總線在連接時(shí)，總線設(shè)備都是掛在總線上,，這樣我們就能很好理解本例電路的使用方法了：

從電路中可以看出,，SDA和SCL的電平轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)是一樣的，每個(gè)總線上都串有一個(gè)分立的MOSFET,，和相應(yīng)的上拉電阻。

分析這個(gè)電路時(shí)要分清楚的電路的工作狀態(tài)：

狀態(tài)1：總線上沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)（空閑狀態(tài)）：

總線上沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，I2C器件的SDA和SCL引腳保持高阻態(tài),，經(jīng)上拉電阻R1和R2上拉到3.3V,，也就是SDA和SCL在空閑狀態(tài)都保持高電平。

這樣Q1和Q2兩個(gè)N-MOS的VGS都為0V,，兩個(gè)MOSFET（Q1,Q2）不能導(dǎo)通,。那么高電壓部分的I2C總線，通過(guò)上拉電阻R3和R4上拉到5V,。這樣MOSFET的兩端總線空閑時(shí)都為高電平,，滿足I2C總線的電氣特性。

狀態(tài)2：3.3V的I2C器件下拉總線到低電平：

（SCL和SDA下拉到低電平后的分析方式都一樣）

此時(shí),，N-MOS管的S極變?yōu)榈碗娖?，而門(mén)極G保持為3.3V的高電平。Vgs高于閥值,，N-MOS管開(kāi)始導(dǎo)通,。

然后高電壓5V部分的總線線路通過(guò)導(dǎo)通的N-MOS管被低電壓端的I2C器件下拉到低電平，此時(shí)兩部分的總線線路都是低電平而且電壓電平相同,。符合I2C總線要求,。

狀態(tài)3：5V的I2C器件下拉總線線路到低電平。

當(dāng)有一個(gè)5V的器件下拉總線線路到低電平時(shí),，通過(guò)N-MOS管的體二極管作用,，將N-MOS的S極拉低，使Vgs的電壓高于導(dǎo)通閥值,，N-MOS導(dǎo)通進(jìn)一步的拉低S極電壓,，也就是將3.3V系統(tǒng)總線電平進(jìn)一步下拉到低電平。此時(shí)兩部分的總線線路都是低電平而且電壓電平相同,。

從上面分析可以看出這三種狀態(tài)顯示了邏輯電平在總線系統(tǒng)的兩個(gè)方向上傳輸,，與驅(qū)動(dòng)的部分無(wú)關(guān)。

上述的3個(gè)狀態(tài),，第一個(gè)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了電平轉(zhuǎn)換功能,。而第二個(gè)和第三個(gè)狀態(tài)的邏輯都是線“與”的功能，只要有一端為低電平,，也會(huì)使另外一端為低電平,。

注意：

可以看出本例中MOS管的GS間最大電壓為3.3V，所以選擇的MOS管的開(kāi)啟閥值電壓要低于3.3V,，否則不能使MOS管打開(kāi),，電平轉(zhuǎn)換就無(wú)法工作了。

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6V鉛酸蓄電池電量指示電路：

電路功能：

本例電路可實(shí)現(xiàn)6V鉛酸蓄電池的電量顯示電路,，當(dāng)電池電壓為滿電時(shí)（一般7.2V~7.4V），四個(gè)發(fā)光二極管都被點(diǎn)亮,，表示電量滿格,。隨著電池電量慢慢的被消耗，發(fā)光二極管會(huì)逐漸的熄滅,，表示電量越來(lái)越少,。

整個(gè)電路的工作過(guò)程：

本例電路主要由四個(gè)比較器組成，其中由電阻R1和R12組成的分壓電路為電池電壓采樣電路,，給所有比較器提供反相電壓,。電阻R1和R12阻值相同，所以比較器的反相電壓保持為電池電壓的50%,。

比較器的同相電壓也是由分壓電路組成的,。其中電阻R2為穩(wěn)壓管D5的限流電阻，所以F點(diǎn)電壓為5V,。然后經(jīng)電阻R4,，R5，R7,，R9,，R11分壓，分別給四個(gè)比較器提供反相電壓,。

經(jīng)計(jì)算可得,，在電池滿電量時(shí)，A點(diǎn)電壓為3.6V,，B點(diǎn)電壓為3.5V,，C點(diǎn)電壓為3.4V,，D點(diǎn)電壓為3.3V，而比較器的反相端電壓為3.7V,，所以四個(gè)比較器都輸出低電平,，發(fā)光二極管都被點(diǎn)亮，表示滿電量,。

當(dāng)電池電壓下降到7.2V以下時(shí)，比較器的反相基準(zhǔn)電壓將低于3.6V,，而此時(shí)A,，B，C,，D點(diǎn)電壓不變,，所以U1A的比較器會(huì)反轉(zhuǎn)輸出高電平，發(fā)光二極管二極管D1熄滅,，表示電量只剩下三格了,。

同理類(lèi)推，當(dāng)電池電壓低于7V,，6.8V,，6.6V時(shí)，LED依次熄滅,。當(dāng)所有LED都熄滅時(shí),，表示電池應(yīng)盡快被替換或充電。

注意：

在實(shí)際制作這個(gè)電路時(shí),，LED簡(jiǎn)易采用高亮的發(fā)光二極管,，而且裝在外面更能直觀的表示電量。

調(diào)節(jié)電路中的參數(shù),，也可以適配鋰電池等其它電池電量指示,。

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