分析一个群友发来的电路，很基础，但好多人可能不会

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大家好，我是王工。做硬件的大多数人都喜欢玩电路，就像大多数男生都喜欢玩游戏一样。最近群里的小伙伴太活跃了，每天未读消息都是几百+，偶然点开看到这个电路图，觉得有点意思，分享给大家。

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其实这电路图并不难，可能很多做硬件的一看就知道。我之所以想要分享出来，原因是之前有很多基础不太好的同学问我，还有一些转行的同学，这里主要想照顾一下他们。关注公众号硬件笔记本
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* j1 |: C7 p% d3 C0 n话题不多，进入正题，电路图如下：
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# j; [" r4 o" o+ T: R* j% d" `7 O咱先不管这图的实用性，拿到电路图首先应该想到的是，这电路图主要想实现一个什么样的功能，然后再逐一分析。功能要求：
假设VCC为12V，
当R6输入为高电平，则TX 输出为12V，RX输出为0。
  c9 e: n( T  M( r! b  c当R6输入为低电平，则TX输出为0V， RX输出为12V。简单说，就是想实现一个IO口控制数据的收发，且将数据扩大为其它电压VCC（可调），为什么用IO口不直接去控呢？因为单片机IO口一般都是3.3V，要想控制12V，只有通过电平转换电路的方式。关注公众号硬件笔记本收的时候不能发，发的时候也不能收。于是乎，加一个NPN三极管就可以实现反向。
, _$ Y6 t: \0 B2 a好，功能搞清楚了，下面咱们来一步步分析一下：
# u5 C0 x5 ]# x5 n* c- s0 j1、芯片U1芯片U1不影响整个电路的分析，可以先不管它，它是个达林顿管，就是多个三极管复合而成，你也可以看成是个三极管，用法都一样，不过达林顿管的驱动能力比三极管强多了，在这里的主要作用就是增强驱动能力。

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1 a. j9 {* W; g' D: I, g2、当R6输入为低电平时2.1 U1-3脚为低电平时，U1-6脚被外部电阻R1，R2拉高，拉高后的电压为：
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0 e8 z/ r* v& p& N2.2 Q5三极管分析

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Q5 基极电压为：
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Q5的Vbe=12V-8.7V=3.3V ，大于0.7V 所以Q5导通。此时,TX=12V，为高；
2.3 Q6，Q7 三极管分析：

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, N) a. _6 a3 @( e  N# T$ R/ }. v" A- F由2.1得知，Q6的基极电压为7.67V，大于0.7V，所以Q6导通。Q6集电极电压接近0V，同理 Q7的Vbe大于0.7V，Q7导通，则RX输出为12V，为高。关注公众号硬件笔记本
综上所述：当输入为低时，输出TX为高，RX为高。跟要求的功能相反，此处电路有问题。
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) m* G- b1 C# k, H1 @3、当R6输入为高电平时
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3.1 U1-3脚为高电平时，U1-6脚被拉低，拉低后的电压为0，
" w) ^2 k5 k0 n4 |9 I; P, Y即：U1-6=0V
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8 Z. A: o4 Z; x1 i6 ]+ u$ W! e8 U3.2 Q5的Vbe＞0.7V（这里简单，大家自己算），Q5导通，TX=12V，为高。
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3.3由于U1-6=0V，所以Q6截止，那么Q7也就截止，RX输出为0V。
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综上所述，当输入为高时，输出TX为高，RX为低，满足要求。关注公众号硬件笔记本
4 j0 Q, P/ C4 K8 j4 B: T) a所以本电路就只有一个问题：当输入为低时，输出TX为高，RX为高。即：那么当输入为低时，怎么让输出TX也为低？

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2 K! f; F  \7 Z& S& z* K1 c3 c王工仔细观察，不需要删减任何电路，通过更改电阻R1的阻值就可以解决问题。有兄弟问我是怎么想的，授人以鱼，不如授人以渔。请大家看红色箭头所示回路，为什么要看这条回路呢？你想啊，你的目地是改变三极管Q5的开关，但是你发现没，无论输入电平怎么变化，三极管Q5完全没受控制，一直导通。那为什么不受控呢？那是因为三极管基极电压再怎么变化，Vbe压差始终＞0.7V，你让他压差＜0.7V不就行了，通过计算＜300R可实现功能。
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小结:  王工只是粗浅的分析本电路，实现了产品的基本功能，真正用在产品上考虑的会更多，比如上下电，三极管的温漂，功耗，还有就算一个没问题，小批量甚至量产是否都OK呢。软件BUG可以升级，硬件BUG只能改板，试错成本高，所以硬件需谨慎。

以上是王工的一点拙见，如果你有更好的思路，欢迎探讨。投稿/招聘/推广/宣传/技术咨询 请加微信：woniu26a

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