关于单片机IO电压3.3V和5V的区别和优缺点？概念很模糊。

xwluo2011

关于单片机IO电压3.3V和5V的区别和优缺点？概念很模糊。 [复制链接]

就51系列而言，单片机电压有3.3伏和5伏之分。各IO口输入输出高低电平时电压允许值可看芯片手册，相关驱动电流也可以查看到。但不解的是：5v的单片机能不能驱动或说使3.3v的器件工作，会有什么副作用？反过来又怎么样？

谢谢分享

使用3.3V主要在功耗方面会降低。  5V单片机原理上是不能直接驱动3.3V的器件会导致3.3V器件损坏。 反过来驱动不了 。

个人理解。 呵呵

anqi90

有些3.3v的器件可以和5v的单片机直接连，比如NFR2401，有些必须做电平转换，具体还得靠手册，如果直接连的话因为有压差就会产生电流，有可能烧掉3v的器件
而且3.3v的器件高电平达不到5v器件的标准（好像是高电平最低3.6v吧），接受到的就始终是0了

jishuaihu

现在好多3.3V的单片机的IO口都可以直接承受5V电压，好多5V的器件也可以直接使用3.3V电平直接驱动。这样做都是新片的内部做了处理的。理论上来说，5V驱动3.3V有可能烧毁IO口，3.3V驱动5有可能因为达不到5V器件高电平的标准而无法驱动，上面的同学都说了。即使3.3V的可以驱动5V，那么他的抗干扰能力也大大降低了。
原则上5V和3.3V混用的时候最好采取一定的保护措施，如3.3V驱动5V时把3.3的IO口设成开漏后外接上拉电阻，或者使用电平转换芯片了，常用的有4245,和245。

ddllxxrr

sjl2001

个人理解，3.3v的引入是为了芯片内部功耗更小，而对于外围应用，3.3v的芯片自然不能用5v电直接驱动，会有潜在烧口的危险，5v的芯片用3.3v驱动可能也会有驱动不足的问题，建议用外接非门或者同相门的方法进行匹配

chunyang

5V逻辑的噪声容限高，也就是说同样条件下的抗干扰能力更强，3V逻辑的优势则体现在更低的功耗上。至于5V驱动3V的问题，主要看5V的IO类型，弱上拉型可以直驱（为什么去看弱上拉电路结构并想想欧姆定律），强上拉则需要进行电平转换。3V驱动5V则要分别看二者的输出幅度和输入逻辑门限，有重合即可直驱，否则需要进行电平转换。

辛昕

1 3.3V存在干嘛呢？
   LS的LS&LS...说的基本上都是一点：功耗，这是必然的，至少从5V到3.3V，同样电流下，这功耗就少了将近三分之一。
   其实还有一个很重要的地方：
   那就是元件低压化，低压很重要的一个好处就是安全，比方说，现在有低压系列的超级电容。

2 3.3V和5V之间的相互兼容问题。
   首先，3.3V直接驱动5V，这个是不太可靠的，虽然说，5V的TTL里，2.4V就被规定为高电平，但现在更多的CMOS，需要更高的电压，而3.3V常常达不到这个要求。
   反过来，5V直接接3.3V，那是真的有烧毁器件的可能性。

   可是，请大家注意，IO口有不同类型。
   就51而言，我们太过于熟悉常见的弱上拉准双向口，但是，一些比较新型的51或者别的MCU，它们的IO口都可以设置不成模式，其中跟我们要说的这个3.3V/5V系统兼容最重要的一个模式就是
   开漏结构。
   
    开漏结构一般用在输入的时候。
    当用5V单片机与外部3.3V低压器件兼容时，STC的PDF中提供了一种利用开漏结构，简化甚至去掉了隔离电路。
     具体做法是 当去掉内部上拉电阻以后，外部上拉电阻到3.3V电源，在这种情况下，其实5V的IO口只相当于一个开关。它如果是高，3.3V电源就不能经IO口下地，而只能从外部IO器件下地，这个时候，外部器件承受的也只是3.3V。可保证读到高，但不会伤了IO。
     如果外部是低，很自然地，3.3V电源就会经10K，经IO下地，IO一样读到低。

     反过来，如果是3.3V低压单片机匹配5V器件。
     同样是 只能在输入的情况下。
     这个时候比上边更容易些。
在IO和外部器件之间连接一个隔离二极管。方向是从IO到外部器件。
        核心思想是，如果5V器件为高，由于二极管的存在，它等于和IO断开了，IO不受它影响，保持为高。
         假如5V器件为低，那么，二极管就会顺着它往下入地，IO就成为低了。

        说起来，这些都是有一定条件的，并不是通用，不过，至少输入这方面已经解决问题了，也算是很方便的。

具体我上图，我是在看STC12C2052的PDF时看到的。

[ 本帖最后由 辛昕 于 2011-11-4 22:19 编辑 ]

辛昕

补充：
CMOS器件，5V系统，要3.6V才为高电平。
（修改，错了，CMOS，高是0.9VCC，5V系统是4.5V）
所以3.3V是肯定没戏了。

PS：其实现在有的单片机，都有1.8V IO口了。不过51有没有我不知道

[ 本帖最后由 辛昕 于 2011-11-4 23:48 编辑 ]

xwluo2011

图片1中用做输出没问题，作为输入（对于高电平）时是什么样的逻辑？

辛昕

嗯，你说得对，这个东西做输入是有点问题。
前提条件是，3.3V能够被识别为高电平

常见泽1

3V功耗小点 但是有时候3V无法满足器件工作需要 一般单片机3.3V没得问题

beyondxuyou

学习了

zhangdaoyu

楼上回答的都不错，很赞成！

wstt

原帖由 辛昕 于 2011-11-4 22:18 发表
补充：
CMOS器件，5V系统，要3.6V才为高电平。
（修改，错了，CMOS，高是0.9VCC，5V系统是4.5V）
所以3.3V是肯定没戏了。

PS：其实现在有的单片机，都有1.8V IO口了。不过51有没有我不知道

FPGA确实有1.8V IO的，单片机1.8V的口还真没见过。辛昕说的1.8VIO的单片机是哪家的货？

千霜凌

这个有用，我喜欢，呵呵

辛昕

我玩的OMAP3530/DM3730就是，不过，它们是达芬奇 微处理器了，不晓得算不算单片机。

springvirus

jishuaihu 发表于 2011-11-4 09:48
现在好多3.3V的单片机的IO口都可以直接承受5V电压，好多5V的器件也可以直接使用3.3V电平直接驱动。这样做都是新片的内部做了处理的。理论上来说，5V驱动3.3V有可能烧毁IO口，3.3V驱动5有可能因为达不到5V器件高电平的标准而无法驱动，上面的同学都说了。即使3.3V的可以驱动5V，那么他的抗干扰能力也大大降低了。
原则上5V和3.3V混用的时候最好采取一定的保护措施，如3.3V驱动5V时把3.3的IO口设成开漏后外接上拉电阻，或者使用电平转换芯片了，常用的有4245,和245。

用3.3V的M058S驱动12864成功，同样3.3V的NUC472驱动2402成功，但后者驱动HC-SR04有问题，看来液晶对电平兼容性高些，尝试接电平转换芯片后，再驱动HC-SR04试试

zhjian19

来学习的。