这个电路是可以实现单片机串口引脚电平与接口电路电平的转换。上面的电路，输入为TXD的发送电平，当TXD为高电平时，Q1截止，则单片机的接收脚MCU_URXD脚电压为VCC_IO。当TXD为低电平，接近于0V，Q1饱和导通，则MCU_URXD也为低电平，0V。下图，原理与上图相同。只是由单片机转换成接口电平。当单片机发送脚MCU_UTXD为高电平时，Q2截止，输出端RXD电压为VIO28。当MCU_UTXD为低电平0V，Q2饱和导通，输出端RXD电压为VIO28。故实现了双向转换。
5V和3.3V电平转换
在通用的电子器件设备中，TTL和CMOS电路的应用非常广泛。但是面对现在系统日益复杂，传输的数据量越来越大，实时性要求越来越高，传输距离越来越长的发展趋势，掌握高速数据传输的逻辑电平知识和设计能力就显得更加迫切了。
1 几种常用高速逻辑电平
1.1LVDS电平
LVDS（Low Voltage Differential Signal）即低电压差分信号，LVDS接口又称RS644总线接口，是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术。
LVDS的典型工作原理如图1所示。最基本的LVDS器件就是LVDS驱动器和接收器。LVDS的驱动器由驱动差分线对的电流源组成，电流通常为3.5 mA。LVDS接收器具有很高的输入阻抗，因此驱动器输出的大部分电流都流过100 Ω的匹配电阻，并在接收器的输入端产生大约350 mV的电压。当驱动器翻转时，它改变流经电阻的电流方向，因此产生有效的逻辑“1”和逻辑“0”状态。
LVDS技术在两个标准中被定义：ANSI/TIA/EIA644 (1995年11月通过)和IEEE P1596.3 (1996年3月通过)。这两个标准中都着重定义了LVDS的电特性，包括：
① 低摆幅（约为350 mV）。低电流驱动模式意味着可实现高速传输。ANSI/TIA/EIA644建议了655 Mb/s的最大速率和1.923 Gb/s的无失真通道上的理论极限速率。
② 低压摆幅。恒流源电流驱动，把输出电流限制到约为3.5 mA左右，使跳变期间的尖峰干扰最小，因而产生的功耗非常小。这允许集成电路密度的进一步提高，即提高了PCB板的效能，减少了成本。
③ 具有相对较慢的边缘速率（dV/dt约为0.300 V/0.3 ns,即为1 V/ns）,同时采用差分传输形式，使其信号噪声和EMI都大为减少，同时也具有较强的抗干扰能力。
所以，LVDS具有高速、超低功耗、低噪声和低成本的优良特性。
LVDS的应用模式可以有四种形式：
① 单向点对点（point?to?point），这是典型的应用模式。
② 双向点对点（point?to?point），能通过一对双绞线实现双向的半双工通信。可以由标准的LVDS的驱动器和接收器构成；但更好的办法是采用总线LVDS驱动器，即BLVDS,这是为总线两端都接负载而设计的。
③ 多分支形式(multidrop)，即一个驱动器连接多个接收器。当有相同的数据要传给多个负载时，可以采用这种应用形式。 ④ 多点结构（multipoint）。此时多点总线支持多个驱动器，也可以采用BLVDS驱动器。它可以提供双向的半双工通信，但是在任一时刻，只能有一个驱动器工作。因而发送的优先权和总线的仲裁协议都需要依据不同的应用场合，选用不同的软件协议和硬件方案。
为了支持LVDS的多点应用，即多分支结构和多点结构，2001年新推出的多点低压差分信号（MLVDS）国际标准ANSI/TIA/EIA 8992001，规定了用于多分支结构和多点结构的MLVDS器件的标准，目前已有一些MLVDS器件面世。
LVDS技术的应用领域也日渐普遍。在高速系统内部、系统背板互连和电缆传输应用中，驱动器、接收器、收发器、并串转换器/串并转换器以及其他LVDS器件的应用正日益广泛。接口芯片供应商正推进LVDS作为下一代基础设施的基本构造模块，以支持手机基站、中心局交换设备以及网络主机和计算机、工作站之间的互连。
1.2ECL电平
ECL(EmitterCoupled Logic)即射极耦合逻辑，是带有射随输出结构的典型输入输出接口电路，如图2所示。
ECL电路的最大特点是其基本门电路工作在非饱和状态，因此ECL又称为非饱和性逻辑。也正因为如此，ECL电路的最大优点是具有相当高的速度。这种电路的平均延迟时间可达几个ns数量级甚至更少。传统的ECL以VCC为零电压，VEE为-5.2 V电源，VOH=VCC-0.9 V=-0.9 V，VOL=VCC-1.7 V=-1.7 V，所以ECL电路的逻辑摆幅较小（仅约0.8 V）。当电路从一种状态过渡到另一种状态时，对寄生电容的充放电时间将减少，这也是ECL电路具有高开关速度的重要原因。另外，ECL电路是由一个差分对管和一对射随器组成的，所以输入阻抗大，输出阻抗小，驱动能力强，信号检测能力高，差分输出，抗共模干扰能力强；但是由于单元门的开关管对是轮流导通的，对整个电路来讲没有“截止”状态，所以电路的功耗较大。
如果省掉ECL电路中的负电源，采用正电源的系统(+5 V)，可将VCC接到正电源而VEE接到零点。这样的电平通常被称为PECL（Positive Emitter Coupled Logic）。如果采用+3.3 V供电，则称为LVPECL。当然，此时高低电平的定义也是不同的。它的电路如图3、4所示。其中，输出射随器工作在正电源范围内，其电流始终存在。这样有利于提高开关速度，而且标准的输出负载是接50Ω至VCC-2 V的电平上。
在使用PECL 电路时要注意加电源去耦电路，以免受噪声的干扰。输出采用交流耦合还是直流耦合，对负载网络的形式将会提出不同的需求。直流耦合的接口电路有两种工作模式：其一，对应于近距离传送的情况，采用发送端加到地偏置电阻，接收端加端接电阻模式；其二，对应于较远距离传送的情况，采用接收端通过电阻对提供截止电平VTT 和50 Ω的匹配负载的模式。以上都有标准的工作模式可供参考，不必赘述。对于交流耦合的接口电路，也有一种标准工作模式，即发送端加到地偏置电阻，耦合电容靠近发送端放置，接收端通过电阻对提供共模电平VBB 和50 Ω的匹配负载的模式。
(P)ECL是高速领域内一种十分重要的逻辑电路，它的优良特性使它广泛应用于高速计算机、高速计数器、数字通信系统、雷达、测量仪器和频率合成器等方面。 1.3CML电平
CML电平是所有高速数据接口中最简单的一种。其输入和输出是匹配好的，减少了外围器件，适合于更高频段工作。它的输出结构如图5所示。
CML 接口典型的输出电路是一个差分对形式。该差分对的集电极电阻为50 Ω，输出信号的高低电平切换是靠共发射极差分对的开关控制的。差分对的发射极到地的恒流源典型值为16 mA。假定CML的输出负载为一个50 Ω上拉电阻，则单端CML输出信号的摆幅为VCC~VCC-0.4 V。在这种情况下，差分输出信号摆幅为800 mV。信号摆幅较小，所以功耗很低，CML接口电平功耗低于ECL的1/2，而且它的差分信号接口和 ECL、LVDS电平具有类似的特点。
CML到CML之间的连接分两种情况：当收发两端的器件使用相同的电源时，CML到CML可以采用直流耦合方式，不用加任何器件；当收发两端器件采用不同电源时，一般要考虑交流耦合， 中间加耦合电容（注意这时选用的耦合电容要足够大，以避免在较长连0 或连1 情况出现时，接收端差分电压变小）。
最近对ESP32的开发板玩的比较多，相对于Arduino UNO，它原生支持wifi和蓝牙，并且有更多特性。但是最大的问题是ESP32的GPIO使用的是3.3V电压，而我手头上大部分配件都是Arduino的5V标准。
对于一些模拟设备，直接用3.3V驱动5V最多也就是亮度不够，功率低一些而已。但是对于数字设备就可能造成电平不匹配，导致有时候能工作，有时候不行，或者工作的不正常。这就需要5V和3.3V的电平转换模块来实现。
网上搜索到一些DIY的电平转换电路，基于MOSFET来实现的，由于我只是业余爱好者，对于MOSFET这种设备并不熟悉，MOSFET的型号众多，电压、切换频率等等都会影响到最终的效果。因此，我不打算自己DIY这样的模块，于是打开了万能的淘宝，下单了两个转换芯片：一个两路的TXS0102和一个8路的SN74LVC4245A。
这两个模块使用起来非常简单，每个模块都分成左右两个部分，分别代表两个电平的输入和输出端，一边接5V电源和设备，另一边接ESP32的3.3V电源和GPIO引脚。正常工作时，A1到An与B1到Bn相当于一一对应连接在一起的一根导线，只是它们高电平采用的电压不同。
OE这个引脚用于控制芯片的工作状态，两个IC的定义不同，TXS0102是高电平表示工作，接VCA端的高电平；而SN74LVC4245A是低电平表示工作，接地即可。
还有一个要注意的是，TXS0102左侧VCA应该连接3.3V的低电压，右侧VCB连接5V的高电压；而SN74LVC4245A又是正好相反，左侧VCA连接5V高电压，右侧VCB连接3.3V低电压。
另外，8路的SN74LVC4245A还有一个DIR引脚，用于控制电流的方向，接地表示从VCB到VCA，接高电平（VCA）表示从VCA到VCB。
现阶段仅仅试着驱动了一个WS2812的灯条，工作正常 LOL
PS：发过来的芯片排针是分开没有焊接的，由于没焊接经验，自己随便焊的。在焊接那个小板子的时候，温度过高导致排针上的塑料融化了，排针从上面被焊锡带出来一部分，失败了。幸好8路的模块没问题，以后有机会还是要练习一下焊接技能。。。
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