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在新一代电子产品设计与应用中，低功耗和高速度已经成为数字电路设计的发展趋势。但是众所再知，芯片的功耗与频率成正比关系，这两个看似不可调和的矛盾，最终导致了各种低压数字器件的出现。如TI公司的TMS320F2812就采用了核心1.8V和外围电路由3.3V供电的架构，但这也同时带来了新的问题，就是大多数外围数字芯片仍为TTL或CMOS逻辑电平，当把微处理器I/O电压移植到较低的节点，而外设仍留在电压较高的节点时，经常会出现微处理器与外设I/O之间电压不匹配的现象。
针对上述问题，德州仪器（TI）推出了AVC及LVC等多款新型双电源电平转换收发器，从而为运行于不同电压节点上的接口设备提供了理想的选择。这些转换产品能够在1.5V、1.8V、2.5V、3.3V与5V电压节点之间进行灵活的双向电平转换，因此非常适用于便携式消费类电子产品、网络、数据通信及计算应用领域。TI的新型双电源电平转换器件能够在保持信号完整性及速度不变的情况下，在接口电压完全不同的两个设备之间进行通信。此外，该系列器件还提供全面的可配置性，如果采用AVC技术，则每条轨可从1.4V配置为3.6V，而采用LVC技术则可从1.65V配置为5.5V。本文介绍带有三态输出且输出电压可调的8线总线双向电平转换器SN74LVCC3245的原理及应用。
1 SN74LVCC3245简介
SN74LVCC3245是8位正逻辑总线收发器，它有两个独立供电电源轨。其中B口被用来跟踪Vccb电压，可以接收的电压范围为3V到5.5V，与此相对应的A口则用来跟踪VCCA电压，可以接收的电压范围为2.5V到3.6V。这种结构允许数字逻辑从一个供电电压为3.3V的系统环境转换到一个供电电压为5.5V的系统环境，反之亦然。
SN74LVCC3245可以应用于数字总线间的异步通讯，完全数据从A总线到B总线或B总线到A总线的数字传递，传递方向取决于方向控制引脚DIR上的逻辑电平。输出允许引脚OE可以用来禁用器件，这样可对总线进行有效隔离。这些控制电路（DIR，OE）是由VCCA供电的。图1示出SN74LVCC3245的引脚排列。
SN74LVCC3245双向电平转换器具有如下主要特点：
·双向电压转换；
·A口输出电压范围为2.3V～3.6V；B口输出电压范围为3V～5.5V；
·控制输入信号VIH/VIL逻辑电平参数VCCA的电压；
·Latch-Up性能超过250mA(每JESD 17)；
·ESD保护超过JESD 22标准，具体如下：
2000V人体模型（A114-A）；
2000V机器模型（A115-A）；
1000V放电设备模型（C101）。
2 真值表和内部逻辑
表1是SN74LVCC3245的逻辑真值表，当OE和DIR均为低电平时，数据由B口传输到A口；当OE为低电平而DIR为高电平时，数据由A口传输到B口；如果OE为高电平，则器件将与外部总线隔离。图2给出SN74LVCC3245的内部逻辑原理图。
表1 真值表
INPUTS OPERATION
OE DIR
L L B data to A bus
L H A data to B bus
H X Isolation
3 SN74LVCC3245在DSP中的应用
DSP以其强大的信号处理能力见长，但控制能力却明显不足。因此，当设计控制口线较多的系统时，可采用双处理器的方法（即采用DSP加控制器力相对较强的普通52单片机）来构成整个系统，这样，DSP作为下位机发挥其运行能力强的优势来进行信号处理，并通过串口与上位机（单片机）通讯，接收其控制指令和设置参数，并将处理好的数据传输到52单片机，而单片机完成数据显示、打印等控制功能。这样，在该系统中就会存在电平不匹配的问题。如系统使用的DSP是TI公司的TMS320F2812，那么，其I/O电源是3.3V，但普通52单片机的数字逻辑电平为5V的CMOS电平，这就需要对两者通讯所用的串口信号线进行电平转换。此外，SPI（serial peripheral interface）总线串口是由Motorola公司提出的一种同步串行外设接口，该接口通常也需要完成TxD和RxD这两根信号线的电平转换，图3所示是一种用SN74LVCC3245完成电平转换的设计方案。
4 结束语
微处理器的I/O电压正从1.8V转移到1.5V,而内核电压能够低于1V.外围设备组件的电压虽然也在降低,但水平通常落后于处理器一代左右.电压降低方面的发展不均带来了系统设计者必须解决的关键性难题——如何在信号电平之间进行可靠的转换。正确的信号电平可以保证系统的可靠工作，而总线收发器是其根本保护。 |
