3.3 CMOS器件输出端保护电路

当3.3V系统与5V系统直接接口时，在 3.3V器件的输出端可能存在"电流倒灌"问题。图4(a)是CMOS器件输出端电路的简化形式。当输出端电压高于Vcc+0.5V时，P沟道MOS场效应管T1的内部二极管D1会形成一条从输出端到Vcc的电流通路。所以对于3.3V的这种CMOS电路与 5V器件相连时需要加保护电路。

图4(b)是一种带保护电路的CMOS器件输出电路。当加到输出端电压高于Vcc时，比较器使S1开路，S2闭合，则电流通路消失，这样在三态方式时就能与5V器件相连。

3.4 各种电平的转换标准

MSP430系列的供电电压为1.8V ~ 3.6V，通常取典型电压为3.3V，所以I/O口的最大逻辑电平也是3.3V。在进行MSP430微控制器设计时，除了控制器本身还有很多外围的模块和芯片。比如RAM、LCD、串口以及常用的74系列芯片等。如果外围芯片或者模块的工作电压也是3.3V，那么就可以直接接口。但是，由于现在很多芯片的工作电压都是5V，如EPROM、SRAM、诸多74系列芯片等。因此就存在一个如何将3.3V MSP430与这些5V芯片或模块可靠接口的问题。表2所示为5V CMOS、5V TTL和3.3 V电平的转换标准。其中，VOH表示输出高电平的最低电压，VIH表示输入高电平的最低电压，VIL表示输入低电平的最高电压，VOL表示输出低电平的最高电压。从表中可以看出5V TTL和3.3V的转换标准是一样的，而5V CMOS的转换标准是不同的。因此，在将3.3V系统与5V系统接口时，必须考虑到两者的不同。

3.5 MSP430与5V电平接口的4种情形

根据实际应用的场合，下面考虑4种不同的情况。