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更新2022/05/05

UARTの電圧とレベル変換

UARTを用いて、デバイス間配線するときに気になるのはUARTの電圧です。
Hレベルが最大何Vなのかわからないと、他の回路に接続することはできません。
適当に配線すると、相手の入力ポートが過電圧で壊れたなどが起こる可能性もあります。

UARTの電圧幅

UARTの電圧というのは、マイコンやICに組み込まれていることも多いため、基本的にはマイコンの電源電圧がUARTの最大電圧にほぼ等しくなります。
具体的には、5V電源電圧のマイコンのUARTは、約0V~最大5Vの間で振幅します。
3.3Vの電源電圧マイコンの場合は、約0V~約3.3Vとなります。

電源の異なるデバイスのUART接続

UARTで相互接続するには、自分と相手の電源電圧を同じにするのが基本です。
何も対策せずに異なる電源電圧のマイコンをUARTで接続した場合、電源電圧の低いマイコンのUARTポートが破壊される恐れがあります。
とはいえ、電源電圧の異なるIC間をUARTで通信しなければならない場合など、どうしても電源電圧が違うUARTを接続したいということもあります。
このような場合は、レベル変換回路をUARTの通信線に挟み込む形で追加することになります。

このレベル変換の方式は何通りもあって、コスト優先にするのか、速度優先にするのか、大きさを優先するのかなど、いろいろな観点からの回路が考案されています。
一番簡単なレベル変換回路の一つは、以下のような抵抗とショットキーダイオードだけの回路です。

ところで、今までUARTと記載してきましたが、この文字、どう読むのかしら?と思いませんでしたか?
「ゆーあーと」又はアルファベットそのままの「ゆーえーあーるてぃー」と呼びます。
伝われば何でもいいのですが、専門家同士や電子装置業界内ではこれで通じますので覚えておきましょう。
ちなみに、RS232Cはアルファベットそのままの読みとなります。

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(中の人)


電子回路とファームウェア専門の元エンジニアが、初心者の頃の疑問や勉強・経験で知った「そうだったのか」を2009年から書いています。 ⇒続き

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