文檔標識符：Bi_Dir_Volt_Trans_T-D-P25
作者：DLHC
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前言
爲了給HC32F002系列國產微控制器編程，需要用到CMSIS-DAP下載/調試器，考慮到筆者目前只有3.3V電平的CMSIS-DAP下載/調試器，而HC32F002系列微控制器工作在1.8V電平下。故需要設計一個電平轉換電路，實現1.8V與3.3V電平間的雙向轉換，爲了簡化設計，該電平轉換電路需要實現自動方向切換，而且還需要足夠便宜。鑑於此，本文將簡要介紹並測試一種基於TXS0108E的CMSIS-DAP電平轉換電路。
TXS0108E
TXS0108E是TI公司生產的一款8位雙向電平轉換IC，具有以下特點：
1.雙向轉換、自動切換方向
2.適用於開漏或推輓驅動端口
3.最大數據速率：推輓驅動端口(110Mbps)、開漏驅動端口(1.2Mbps)
4.可實現任意2個位於1.5V、1.8V、2.5V、3.3V、5V邏輯節點間的雙向電平轉換
5.電平轉換通道：8路
本文僅使用TXS0108E的2路通道實現SWD調試接口的電平轉換，其餘6路通過排針引出(備用)，本文僅驗證1.8V與3.3V邏輯電平節點間的雙向電平轉換。
原理圖
電平轉換電路由以下4部分組成，見圖0.0：
1.SWD接口(1.8V電壓側)：用於HC32F002系列微控制器編程、調試的接口(1.8V邏輯電平)
2.保留接口(1.8V電壓側)：保留的1.8V電壓側的電平轉換通道(6路)
3.SWD接口(3.3V電壓側)：用於連接CMSIS-DAP下載/調試器的接口(3.3V邏輯電平)
4.保留接口(3.3V電壓側)：保留的3.3V電壓側的電平轉換通道(6路)
圖0.0-電路原理圖
準備材料
需要準備以下材料，見圖1.0：
1. TXS0108E模塊 * 1
2. RT9193-18GB * 1
3. 22nF電容 * 1
4. 1uF電容 * 2
5. 撥動開關 * 1
6. 2.54mm間距、4pin排針 * 1
7. 2.54mm間距、5pin排針 * 1
8. 2.54mm間距、7pin排針 * 2
9. 洞洞板 * 1
圖1.0-材料清單
完成後
完成後的電路見圖2.0與圖2.1。
圖2.0-電路(正)
圖2.1-電路(反)
測試
測試條件：CMSIS-DAP下載/調試器通過USB端口連接到安裝有對應驅動的計算機，CMSIS-DAP另一端連接上述1.8V~3.3V電平轉換器的3.3V側，電平轉換器的1.8V側連接到目標單片機的SWD端口，如圖3.0所示。使用KEIL軟件自帶的CMSIS-DAP驅動進行代碼下載與在線仿真，CMSIS-DAP驅動設置方法，見圖3.1。
圖3.0-硬件連接示意圖
圖3.1-CMSIS-DAP驅動設置方法
結論
通過實際測試，在通訊速率較低的情況下，此電平轉換器可以實現1.8V~3.3V的SWD電平轉換，見圖4.0，但是具有以下缺點：
1.通訊速率較高時，會導致下載/調試失敗(經過實測，通信速率在20K左右可以很好地工作)。
2.不穩定(可能是外界干擾所導致)，具體表現爲在調試過程中有一定機率報錯。
綜上，此電平轉換器可以實現預期功能，在要求不高的情況下是一個不錯的選擇，具有以下優點：
1.價格便宜(所有器件成本 < 10元)
2.電平轉換範圍廣(1.5V~5V之間都可以實現轉換)
3.資源充足(8通道)
圖4.0-測試結果
聲明
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