节流计划-硬件篇-1-AIR724UG电平转换电路 _电平

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设计概述
设计难点
解决方案
节流计划旨在降低物联网产品的硬件成本，本专栏将在2021年持续更新。
【节流计划-硬件篇-1-AIR724UG电平转换电路】节流计划不采用STM32/STC/PIC等传统MCU，而是充分挖掘芯片除4G通信外的其他功能，包含但不限于GPIO、TTS、LCD、OTA、FLASH、ADC，KEY，UART，I2C、SPI等。
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设计概述
如图所示，R1电阻400R，模拟的是12V驱动的继电器。继电器采用NPN三极管下拉控制，实际应用中采用，丝印Y1，最大电流500mA 。
项目中需设计一种电路，满足724UG的GPIO输出控制继电器开关的要求，同时，要保证不使流过的GPIO的电流过大。本实验采用软件进行电路仿真。其中，最左侧的滑动变阻器有着可调电源的作用，我们可以通过调整此处的电压模拟GPIO的输出状态，也可以通过参数微调观察最右侧输出电压的变化。
设计难点
1、需要采用Q1 R2 R3 R4构成一个电平转换电路，不同于以往的串口电平转换电路，此时的电平转换还要有一定的驱动能力。
2、三个电阻的阻值选择要合理。R4过大则对Q2的驱动能力有限，无法保证Q2完全饱和；R4过小则意味着GPIO口Q1工作时灌入的电流过大。
3、当的GPIO口电平不是1.8V而是3.3V时，的1.8V电源是否能正常工作，此处需要实践验证。

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解决方案
具体是解决方案如电路图所示。
1、滑动变阻器输出电压是0V时，模拟GPIO是低电平，此时，流过GPIO的电流是0.78mA，如果驱动16个继电器，电流约为12.5mA，满足该电流输出能力。我们可以看到最右侧继电器一端电压是12V，继电器无动作。
2、滑动变阻器输出电压是1.8V时，模拟GPIO是高电平。我们可以看到最右侧继电器一端电压是0.93V，继电器在此电压差下是完全可以动作的。