电压转换电路及应用电压转换电路的仪器的制作方法

本实用新型涉及电子通信领域，具体而言，涉及一种电压转换电路及应用电压转换电路的仪器。

背景技术：

空间光通信因具有通信容量大、码率高、抗干扰能力强、保密性高、终端体积小及功耗低等优点，是未来大容量通信的最佳解决方案之一。但因通信距离远，激光出射功率却相对有限，从而导致激光光束发散角极窄；且光在大气传输中易受湍流等因素影响造成接收端功率有限，需要捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统控制精度达到微弧度量级，才能建立并维持通信链路。在空间光通信建立之初，首先需要完成终端平台目标光的捕获，捕获的实质是在一定范围内调节接收天线的视轴指向，使其瞄准在目标光场到达的方向上，即必须根据光束的到达角度来调节光阑平面的法向量。接收天线的视轴调整时，需要完成自身姿态角度的测量，从而计算出调整量的大小。

在光通信终端平台自身姿态角的测量中，需要采用电子罗盘测量正北基准角，而市售的电子罗盘模块输出引脚高电平及供电电压均为+5，而测量系统控制器单片机及其它单片机外围引脚电压均为+3.3V。如果不进行电平转换匹配，且不说容易造成控制核心单片机损坏，+3.3V的供电根本不能驱动该电子罗盘，电子罗盘也无法工作。因此需要进行电平转换。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电压转换电路，以实现单片机和电子罗盘模块正常工作，保证单片机和电子罗盘模块正常通信。

本实用新型的另一目的在于提供一种应用电压转换电路的仪器，以实现单片机和电子罗盘模块正常工作，保证单片机和电子罗盘模块正常通信。

本实用新型是这样实现的：

第一方面

一种电压转换电路，用于单片机和电子罗盘模块之间的电压转换，所述单片机和所述电子罗盘模块均连接于电流支路中，所述单片机包括CS引脚、SCL引脚和MISO引脚，所述电子罗盘模块包括SS引脚、SCL引脚和MISO引脚，所述电压转换电路包括集成电路芯片，所述集成电路芯片包括多个引脚，其中一个所述引脚连接所述单片机的CS引脚，其中另一个所述引脚连接所述电子罗盘的SS引脚，使得所述单片机和所述电子罗盘模块通过所述CS引脚和所述SS引脚建立起第一通信通道；其中一个所述引脚连接所述单片机的SCL引脚，其中另一个所述引脚连接所述电子罗盘模块的SCL引脚，使得所述单片机和所述电子罗盘模块通过所述SCL引脚建立起第二通信通道；其中一个所述引脚连接所述单片机的MISO引脚，其中另一个所述引脚连接所述电子罗盘模块的MISO引脚，使得所述单片机和所述电子罗盘模块通过所述MISO引脚建立起第三通信通道；通过所述单片机的电压信号通过所述第一通信通道和所述第二通信通道转换为所述电子罗盘模块正常工作需要的电压信号；通过所述电子罗盘模块的电压信号通过所述第三通信通道转换为所述单片机正常工作需要的电压信号。

第二方面

一种应用电压转换电路的仪器，所述电压转换电路用于单片机和电子罗盘模块之间的电压转换，所述单片机和所述电子罗盘模块均连接于电流支路中，所述单片机包括CS引脚、SCL引脚和MISO引脚，所述电子罗盘模块包括SS引脚、SCL引脚和MISO引脚，所述电压转换电路包括集成电路芯片，所述集成电路芯片包括多个引脚，其中一个所述引脚连接所述单片机的CS引脚，其中另一个所述引脚连接所述电子罗盘的SS引脚，使得所述单片机和所述电子罗盘模块通过所述CS引脚和所述SS引脚建立起第一通信通道；其中一个所述引脚连接所述单片机的SCL引脚，其中另一个所述引脚连接所述电子罗盘模块的SCL引脚，使得所述单片机和所述电子罗盘模块通过所述SCL引脚建立起第二通信通道；其中一个所述引脚连接所述单片机的MISO引脚，其中另一个所述引脚连接所述电子罗盘模块的MISO引脚，使得所述单片机和所述电子罗盘模块通过所述MISO引脚建立起第三通信通道；通过所述单片机的电压信号通过所述第一通信通道和所述第二通信通道转换为所述电子罗盘模块正常工作需要的电压信号；通过所述电子罗盘模块的电压信号通过所述第三通信通道转换为所述单片机正常工作需要的电压信号。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种电压转换电路及应用电压转换电路的仪器，所述电压转换电路用于单片机和电子罗盘模块之间的电压转换，单片机包括CS引脚、SCL引脚和MISO引脚，电子罗盘模块包括SS引脚、SCL引脚和MISO引脚。电压转换电路包括集成电路芯片，集成电路芯片包括多个引脚。单片机的CS引脚与集成电路芯片的一个引脚连接，集成电路芯片的另一引脚与电子罗盘模块的SS引脚连接，使得单片机和电子罗盘模块之间构建起第一通信通道。单片机的SCL引脚与集成电路芯片的一个引脚连接，集成电路芯片的另一个引脚与电子罗盘模块的SCL引脚连接，使得单片机和电子罗盘模块之间构建起第二通信通道；单片机的MISO引脚与集成电路芯片一个引脚连接，集成电路芯片的另一个引脚与电子罗盘模块的MISO引脚连接，使得单片机和电子罗盘模块之间构建起第三通信通道。通过单片机的电压信号通过第一通信通道和第二通信通道转换成电子罗盘模块能正常工作的电压信号，从而使得电子罗盘模块能够正常工作。通过电子罗盘的电压信号通过第三通信通道转换为单片机能够正常工作的电压信号，通常情况下单片机正常工作的电压低于电子罗盘模块正常工作的电压，因此有效避免了单片机被烧坏，同时保证单片机能够正常工作。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型所提供的一种电压转换电路的结构示意图。

图2示出了本实用新型所提供的另一种电压转换电路的结构示意图。

图3示出了本实用新型所提供的另一种电压转换电路的结构示意图。

图4示出了本实用新型所提供的另一种电压转换电路的结构示意图。

图示：10-电压转换电路；110-单片机；120-电源；130-电子罗盘模块；U1-集成电路芯片；G-片选；DIR-方向控制位；D1-贴片稳压二极管；R1-贴片电阻；C1-贴片电容。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了应用电压转换电路10的仪器，该仪器上设有电压转换电路10。

请参照图1，是本实用新型所提供的一种电压转换电路10的结构示意图。

该电压转换电路10用于单片机110和电子罗盘模块130之间的电压转换，电压转换电路10包括集成电路芯片U1和电源120，电源120与集成电路芯片U1连接，用于为电压转换电路10提供电力，单片机110和电子罗盘模块130均与集成电路芯片U1连接。

该集成电路芯片U1包括片选G、方向控制位DIR和多个引脚，所述引脚分别为A1引脚、A2引脚、A3引脚、A4引脚、A5引脚、A6引脚、A7引脚、A8引脚、B1引脚、B2引脚、B3引脚、B4引脚、B5引脚、B6引脚、B7引脚和B8引脚。该A1引脚、A2引脚、A3引脚、A4引脚、A5引脚、A6引脚、A7引脚、A8引脚位于集成电路芯片U1同一侧，该B1引脚、B2引脚、B3引脚、B4引脚、B5引脚、B6引脚、B7引脚和B8引脚位于集成电路芯片U1另一侧。当片选G低于预设电压值且方向控制位DIR高于预设电压值时，电压信号从A1引脚、A2引脚、A3引脚、A4引脚、A5引脚、A6引脚、A7引脚、A8引脚中任一一个或多个引脚向B1引脚、B2引脚、B3引脚、B4引脚、B5引脚、B6引脚、B7引脚和B8引脚中的一个或多个引脚传输。当片选G低于预设电压值且方向控制位DIR低于预设电压值时，电压信号从相反方向传输，预设电压值预先存储于集成电路芯片U1中。

该单片机110包括CS引脚、SCL引脚和MISO引脚，该CS引脚、SCL引脚和MISO引脚分别与集成电路芯片U1上的多个引脚一一对应连接。电子罗盘模块130包括SS引脚、SCL引脚和MISO引脚，该SS引脚、SCL引脚和MISO引脚也分别与集成电路芯片U1上的多个引脚一一对应连接。

在本实施例中，以片选G低于预设电压值且方向控制位DIR高于预设电压值的情况为例进行电压信号传递的说明。

单片机110的CS引脚连接集成电路芯片U1的A1引脚，电子罗盘模块130的SS引脚连接集成电路芯片U1的B1引脚，从而单片机110和电子罗盘模块130通过A1引脚和B1引脚构建起第一通信通道。单片机110的SCL引脚与集成电路芯片U1的A2引脚连接，电子罗盘模块130的SCL引脚与集成电路芯片U1的B2引脚连接，从而单片机110通过A2引脚和B2引脚构建起第二通信通道。单片机110正常工作下，工作电压为3.3V；电子罗盘模块130正常工作下，工作电压为5V。单片机110将电压信号，即正常工作的工作电压3.3V，发送至第一通信通道和第二通信通道，电压信号经过集成电路芯片U1转化为电子罗盘模块130能正常工作的电压信号，即5V，使得电子罗盘模块130能正常工作，避免电子罗盘模块130仍接收到3.3V的电压信号导致不能正常工作。

单片机110的MISO引脚与集成电路芯片U1的B6引脚连接，电子罗盘模块130的MISO引脚与集成电路芯片U1的A6引脚连接，从而单片机110和电子罗盘模块130通过A6引脚和B6引脚建立起第三通信通道。电子罗盘模块130将电压信号，即电子罗盘模块130正常工作时的电压5V，发送至第三通信通道，该电压信号经过集成电路芯片U1的转换变为单片机110能正常工作的电压，即3.3V，从而避免单片机110接收到5V的电压导致单片机110被烧坏，同时有效地保证了单片机110正常工作。

在第三通信通道上设有贴片稳压二极管D1，该贴片稳压二极管D1一端与单片机110的MISO引脚连接，该贴片稳压二极管D1的另一端接地。通过该贴片稳压二极管D1使得集成电路芯片U1的B6引脚与单片机110的MISO引脚连接的支路电压更加稳定，从而保证了单片机110能正常工作。

作为另一种实施方式，单片机110的CS引脚、SCL引脚和MISO引脚还可以与集成电路芯片U1的其他引脚连接，电子罗盘模块130的SS引脚、SCL引脚和MISO引脚也可与集成电路芯片U1的其他引脚连接。如图2所示，是本实用新型所提供的另一种电压转换电路10的结构示意图。

单片机110的CS引脚与集成电路芯片U1的A3引脚连接，电子罗盘模块130的SS引脚与集成电路芯片U1的B3引脚连接，从而单片机110与电子罗盘模块130通过A3引脚和B3引脚构建起了第一通信通道用于传递电压信号。单片机110的SCL引脚与集成电路芯片U1的A4引脚连接，电子罗盘模块130的SCL引脚与集成电路芯片U1的B4引脚连接，单片机110和电子罗盘模块130通过A4引脚和B4引脚构建起第二通信通道用于传递电压信号。单片机110的MISO引脚与集成电路芯片U1的B7引脚连接，电子罗盘模块130的MISO引脚与集成电路芯片U1的A7引脚连接，单片机110和电子罗盘模块130通过A7引脚和B7引脚构建第三通信通道用于传递电压信号。

如图3所示，是本实用新型所提供的另一种电压转化电路10的结构示意图。

电压转换电路10还包括贴片电容C1，该贴片电容C1一端连接于电源120与集成电路芯片U1的支路中，贴片电容C1另一端接地。该贴片电容C1用于为电源120进行去耦操作，使得电压转换电路10工作顺利。

如图4所示，是本实用新型所提供的另一种电压转换电路10的结构示意图。

电压转换电路10还包括贴片电阻R1，该贴片电阻R1串联于单片机110的MISO引脚与集成电路芯片U1的B6引脚形成的支路中，即贴片电阻R1一端与单片机110的MISO引脚连接，贴片电阻R1的另一端与集成电路芯片U1的B6引脚连接。该贴片电阻R1用于限流，防止该支路电流过大，从而使得单片机110接收到的电压过大导致烧坏单片机110。

综上所述，本实用新型提供的一种电压转换电路及应用电压转换电路的仪器，所述电压转换电路用于单片机和电子罗盘模块之间的电压转换，单片机包括CS引脚、SCL引脚和MISO引脚，电子罗盘模块包括SS引脚、SCL引脚和MISO引脚。电压转换电路包括集成电路芯片，集成电路芯片包括多个引脚。单片机的CS引脚与集成电路芯片的一个引脚连接，集成电路芯片的另一引脚与电子罗盘模块的SS引脚连接，使得单片机和电子罗盘模块之间构建起第一通信通道。单片机的SCL引脚与集成电路芯片的一个引脚连接，集成电路芯片的另一个引脚与电子罗盘模块的SCL引脚连接，使得单片机和电子罗盘模块之间构建起第二通信通道；单片机的MISO引脚与集成电路芯片一个引脚连接，集成电路芯片的另一个引脚与电子罗盘模块的MISO引脚连接，使得单片机和电子罗盘模块之间构建起第三通信通道。通过单片机的电压信号通过第一通信通道和第二通信通道转换成电子罗盘模块能正常工作的电压信号，从而使得电子罗盘模块能够正常工作。通过电子罗盘的电压信号通过第三通信通道转换为单片机能够正常工作的电压信号，通常情况下单片机正常工作的电压低于电子罗盘模块正常工作的电压，因此有效避免了单片机被烧坏，同时保证单片机能够正常工作。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。