随着对处理速度及功耗的需求增长，微控制器芯片越来越趋向于小体积，低功耗。因此其工作所需的电源电压也降低至3.3V，甚至1.8V。这就造成了与5V供电的外围芯片连接时，电平不匹配的问题。现在仪表中使用的微控制器芯片大多采用CMOS结构，其I/O口的输入电压范围是：高电平不低于0.7VCC，低电平不高于0.3VCC，即当3.3V供电时，输入高电平需高于2.31V，输入低电平需低于0.99V，但对于3.3V的系统，有少部分端口可以耐受5V高电平输入，但绝大多数端口的极限输入电压为4.2V，公称输入电压不超过3.7V；输出低电压不高于0.5V，输出高电压VCC-0.8V。而很多外围电路却是5V供电，输入/输出高电平需高于3.5V，低电平需低于1.5V。最常用的就是5V和3.3V互相转换的电路，介绍两款如下：

    1、3.3V到5V的转换：

    图示电路中，当3.3V系统输出低电平时，由于K2的钳位作用，使得5V输出端会得到0.7V~1.2V的低电压，低于其最高不超过1.5V的低电平阈值。当3.3V系统输出高电平时，由于K1的钳位作用，使5V输出端会得到约4V的高电平电压，高于其最低不低于3.5V的高电平阈值。该电路方法比较简单，能够很方便的实现电平转换，完全满足一般的开关量输入/输出对传输速率的要求，而且能够满足9600，19200等常用通讯传输速率，使用这种方法都没有问题。

    2、5V到3.3V的转换

    如图所示，利用二极管的钳位作用，将5V电平转换为3.3V电平，选用低压降的肖特基二极管完全可以把输出高电平电压限制在3.5V以内。R1的作用是限流，但串联了限流电阻R1会降低输入开关的速度，不过，对于一般的开关量输入/输出完全满足要求，同样能够满足9600，19200等常用通讯传输速率通讯电路的要求。采用此电路时，如果电阻R1选择的过小会通过二极管K1向3.3V电源输入电流，电流过高的话可能会使3.3V电源电压略微升高，计算电阻R1时需加注意。

   在仪表设计时，电平转换电路应用的越来越多，上述二极管嵌位电路实现的电平转换电路，不但成本低，性能完全满足要求，而且电路简单可靠，占用空间小，还具有一定的抗干扰能力。大大节省了设计、调试时间和PCB体积。当然，还有很多方法实现电平转换。如：可以采用电压比较器、运算放大器或OC门芯片74HC05来实现3V和5V之间的电平转换。甚至可以采用一些专门的电平转换芯片，如74LVX4245、SN74LVC164245、74LVCC3245、MAX3370等，但这些芯片价格偏高，有些单芯片的价格已经超过了处理器本身，除非在要求传输速率很高的通讯电路中，一般信号电平转换电路很少使用。