这实际上是 PLC 的一个古老问题，并不像您预期​​的解决方案那么简单。

您遇到的最大问题是，您需要能够处理各种潜在的逻辑电压，实际逻辑电平可能远高于您在内部使用的 3.3V 电压轨。一些传感器和设备的逻辑阈值高于 5V。因此，仅使用您所指出的截止电路不会检测到此类传感器的低电平。

PLC 的输入级需要更加灵活。

即使低电平逻辑电平是可以接受的，这些电路也都存在不同的问题。

齐纳/TVS 限制。

该电路的好处是，对于已知的输入电压，齐纳二极管的大小可以使电压永远不会超过轨电压。通常，您会选择反向电压小于电源轨但高于高电平逻辑阈值的齐纳二极管。

但是，齐纳二极管会在其使用寿命中大量使用反向偏置，因此当输入信号下降时，您会以反向恢复时间的形式付出代价，这将延迟您的信号一点点。

齐纳二极管的另一个问题是，它所限制的实际电压取决于通过它的电流。因此，电压将在一定程度上取决于信号电压。因此，您需要针对最大输入电压设计电阻器，并针对较低电压重新计算，以查看齐纳二极管是否没有将电压限制在您的\$V_{IH}\$电平以下。

过轨限流二极管

使用二极管至电源轨的问题是输出电压仍然会超过 Vcc，只是一点点。但是，这仍然可能对输入有害。此外，在这种情况下，反向恢复时间意味着，对于快速输入边沿，高电压将使其通过非常短暂。

所以

由于这两个电路在输入端都包含一个高电阻，因此它们都需要驱动输入的任何东西都具有低输出阻抗。两者中，齐纳版本提供更好的保护，但以性能为代价。如果连接的传感器的\$V_{OL}\$ > 1.5V 左右，它们都将不起作用。

备择方案

光耦合。

PLC 使用的一种常用方法是使用光耦合器。

^{模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图}

这种方法为您提供了隔离和接地分离的额外好处。它的问题是您需要在传感器和输入之间进行某种形式的信号调节，以确保 LED 在正确的阈值处点亮，并且正确的电流量通过 LED 馈送。这种调节可以是上面显示的简单电阻器，也可以是包含某种比较器的复杂电路。

光耦合器的速度也是一个限制因素。但是，这种方法很常用，因为它为您提供了完全的灵活性。

模拟输入调理

另一种方法是接受模拟形式的信号，将其与具有滞后的变量参考进行比较，然后以这种方式生成逻辑电平。

^{模拟这个电路}

显然，需要选择包括比较器在内的组件以适应最大输入电压。显示的电路相当简单，它可以通过滤波器、稳压器、ESD 保护等变得更加复杂。

组合

出于隔离原因，您可以结合上述方法，并让比较器为光耦合器的 LED 提供恒流驱动器。

如果我正在开发一种产品，我会将所有这些组装在一个小型插件模块上，该模块可以插入“母”板上的卡边缘插座，就像它们用于 PC 中的卡一样。这样一来，您就可以轻松地更换它们，以防油炸。该方法还允许您使用其他输入类型，例如光纤输入。

100k太高了。它几乎可以从附近的任何继电器或开关操作中触发。如果你问我，对于 PLC 来说不是很可靠。

实际上有PLC 的标准和规定。由于您希望所有 PLC 供应商在安装中都有类似的行为，如果各种型号可以毫无问题地相互连接会很好。

例如，输入仅在其下沉至少 ~2 mA 且高于 10V时才将其视为开启。(IEC 61131-2)

您无法使用无源器件精确地做到这一点，这就是为什么会有像 SN65HVS880 这样的部件。

在我之前的回答中，我给出了一个示意图示例，说明如何尝试使用被动*接近这种行为。

一个简单的 100K 和一个 BAT54S 是不可靠的，我可以从经验告诉你。

上一个答案

*单独的施密特触发器不是必需的

两者都可以接受。您需要确保电阻器的尺寸正确，以便输入电流不会导致输入电压降至 V_IH 以下，但对于 CMOS，这是微不足道的，因为输入电流非常小（100k 几乎肯定没问题）

第二个唯一需要注意的是，您需要确保 3.3v 上的总负载永远不会低于 30V/100k（无论您拥有多少输入），否则 3.3 V 电源轨可能会被拉高到电压可能会损坏其上的设备。如果您将微型计算机置于睡眠模式，它可能会吸引那么一点。

另一个需要注意的是，在这两种情况下，100k 电阻器都与输入电容一起充当低通滤波器，从而减慢输入速度。如果输入电容为 10pF，它们的最大切换速率约为 100kHz，延迟约为 2 微秒。