电动自行车CPU输出信号电平转换电路的制作方法

本实用新型涉及信号电平转换电路技术领域，特别是涉及一种电动自行车CPU输出信号电平转换电路。

背景技术：

电动自行车的电控部分包括仪表电路和外部控制器，在正常工作时，仪表电路CPU与外部控制器进行通讯，外部控制器的信号电平与CPU信号电平可能相同，也可能不相同。

当二者信号电平不相同时，一般CPU的电平为3.3V，而外部控制器的电平为5V，因此，在二者进行通讯时需要进行电平转换，否则无法进行信号的识别读取。当CPU信号输出到外部控制器时，需要进行信号电平的转换，将3.3V电平信号转换为5V电平信号。当二者信号电平相同时，可以直接进行通讯。

目前，对于CPU接口输出信号的电平转换都是单一方式，无法满足不同电平场合的需求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种电动自行车CPU输出信号电平转换电路。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种电动自行车CPU输出信号电平转换电路，包括输入端U1TX、输出端TX以及并行设置在输入端U1TX和输出端TX之间的第一转换电路和第二转换电路，第一转换电路用于将CPU端的3.3V电平转换为5V电平输出至外部控制器；第二转换电路用于直接将CPU端的3.3V电平输出至外部控制器。

所述第一转换电路包括四个电阻R28、R31、R32和R33、三极管Q1和Q2以及二极管D6和D13，所述电阻R28、二极管D6和电阻R33依次串联在VCC电源和地之间，其中，VCC电源为+5V电源，且二极管D6的阳极连接电阻R28，二极管D6的阴极连接电阻R33，三极管Q2的基极串联电阻R32后连接输入端U1TX，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的基极串联电阻R31后连接至+5V电源，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接二极管D6和电阻R33的公共端，且该公共端引出作为输出端TX，二极管D13并联在电阻R33的两端，且二极管D13的阳极接地；

所述第二转换电路包括电阻R23，所述电阻R23两端分别与输入端U1TX和输出端TX连接。

优选的，所述三极管Q1和Q2采用型号为MMBT5551三极管。

优选的，所述二极管D6采用型号为CD4148WP开关二极管。

优选的，所述二极管D13采用型号为SMAJ5.0A的TVS瞬态抑制二极管。

进一步，为了接线和更换方便，还包括端子JP1和端子JP2，所述端子JP1的引脚1与电阻R23一端连接，所述端子JP1的引脚2与输入端U1TX连接，所述端子JP1的引脚3与电阻R32的信号输入端连接；所述端子JP2的引脚1与电阻R23另一端连接，所述端子JP2的引脚2与输出端TX连接，所述端子JP2的引脚3与二极管D13的阴极连接；

当需要电平转换时，所述端子JP1的引脚2与所述端子JP1的引脚3导通，且所述端子JP2的引脚2与所述端子JP2的引脚3导通，第一转换电路正常工作；

当不需要电平转换时，所述端子JP1的引脚2与所述端子JP1的引脚1导通，且所述端子JP2的引脚2与所述端子JP2的引脚1导通，第二转换电路正常工作。

引脚的接通，可以通过导线将引脚焊接连接在一起，也可以通过跳线块直接短接。

工作流程：

当第一转换电路工作时，端子JP1的引脚2和3接通，且端子JP2的引脚2和3接通，当CPU接口通过输入端U1TX输入3.3V高电平信号时，三极管Q2导通，而三极管Q1截止，VCC电源的+5V高电平经过电阻R28和二极管D6输出到输出端TX，为外部控制器提供外部控制信号；当CPU接口通过输入端U1TX输入低电平信号时，三极管Q2截止，三极管Q1的基极经电阻R31连接至VCC电源导通，从而使二极管D6的阴极接地，因此，在输出端TX上输出低电平信号。

电路中电阻R31和R32为限流电阻，R28为降压电阻，当输出端TX上产生高电平时，通过二极管D6可以防止高电平反向击穿到5V的VCC电源，同时可以通过电阻R28实现降压作用；二极管D13为TVS二极管，可以防止外部干扰电压过大瞬间击穿三极管Q1；电阻R33可以消除输出端TX产生的静电，对整个电路自身的元器件起到保护作用。

当第二转换电路工作时，端子JP1的引脚2和1接通，且端子JP2的引脚2和1接通，电阻R23串联在输入端U1TX和输出端TX之间完成信号从CPU端到外部控制器的直接输出。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种电动自行车CPU输出信号电平转换电路，采用第一转换电路和第二转换电路切换可以满足不同场合的需求，扩大了电平转换电路的适用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型最佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的一种电动自行车CPU输出信号电平转换电路，包括输入端U1TX、输出端TX以及并行设置在输入端U1TX和输出端TX之间的第一转换电路和第二转换电路，

所述第一转换电路包括四个电阻R28、R31、R32和R33、三极管Q1和Q2以及二极管D6和D13，所述电阻R28、二极管D6和电阻R33依次串联在VCC电源和地之间，其中，VCC电源为+5V电源，且二极管D6的阳极连接电阻R28，二极管D6的阴极连接电阻R33，三极管Q2的基极串联电阻R32后连接输入端U1TX，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的基极串联电阻R31后连接至+5V电源，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接二极管D6和电阻R33的公共端，且该公共端引出作为输出端TX，二极管D13并联在电阻R33的两端，且二极管D13的阳极接地；

所述第二转换电路包括电阻R23，所述电阻R23两端分别与输入端U1TX和输出端TX连接。

优选的，所述三极管Q1和Q2采用型号为MMBT5551三极管。

优选的，所述二极管D6采用型号为CD4148WP开关二极管。

优选的，所述二极管D13采用型号为SMAJ5.0A的TVS瞬态抑制二极管。

进一步，为了接线和更换方便，还包括端子JP1和端子JP2，所述端子JP1的引脚1与电阻R23一端连接，所述端子JP1的引脚2与输入端U1TX连接，所述端子JP1的引脚3与电阻R32的信号输入端连接；所述端子JP2的引脚1与电阻R23另一端连接，所述端子JP2的引脚2与输出端TX连接，所述端子JP2的引脚3与二极管D13的阴极连接；

当需要电平转换时，所述端子JP1的引脚2与所述端子JP1的引脚3导通，且所述端子JP2的引脚2与所述端子JP2的引脚3导通，第一转换电路正常工作；

当不需要电平转换时，所述端子JP1的引脚2与所述端子JP1的引脚1导通，且所述端子JP2的引脚2与所述端子JP2的引脚1导通，第二转换电路正常工作。

引脚的接通，可以通过导线将引脚焊接连接在一起，也可以通过跳线块直接短接。

工作流程：

当第一转换电路工作时，端子JP1的引脚2和3接通，且端子JP2的引脚2和3接通，当CPU接口通过输入端U1TX输入3.3V高电平信号时，三极管Q2导通，而三极管Q1截止，VCC电源的+5V高电平经过电阻R28和二极管D6输出到输出端TX，为外部控制器提供外部控制信号；当CPU接口通过输入端U1TX输入低电平信号时，三极管Q2截止，三极管Q1的基极经电阻R31连接至VCC电源导通，从而使二极管D6的阴极接地，因此，在输出端TX上输出低电平信号。

电路中电阻R31和R32为限流电阻，R28为降压电阻，当输出端TX上产生高电平时，通过二极管D6可以防止高电平反向击穿到5V的VCC电源，同时可以通过电阻R28实现降压作用；二极管D13为TVS二极管，可以防止外部干扰电压过大瞬间击穿三极管Q1；电阻R33可以消除输出端TX产生的静电，对整个电路自身的元器件起到保护作用。

当第二转换电路工作时，端子JP1的引脚2和1接通，且端子JP2的引脚2和1接通，电阻R23串联在输入端U1TX和输出端TX之间完成信号从CPU端到外部控制器的直接输出。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。