1214_嵌入式硬件常识积累_什么是TTL电平
全部学习汇总： GitHub - GreyZhang/g_hardware_basic: You should learn some hardware design knowledge in case hardware engineer would ask you to prove your software is right when their hardware design is wrong!
知识学习起因：在接触RS232通信的时候，有介绍说RS232的一个缺点是接口电平电压高，与TTL电平不兼容。因此，使用的时候容易导致接口损坏。针对这个常识问题，补充一下基础的知识点。
基础知识的查找，还是从百科以及国外的资料开始查起，这样找到的知识点总会清晰一些。
说明：上面这部分信息来自于搜狗百科。
其实，上面的信息中需要注意两点：第一，TTL其实是一个典型的5V系统；第二，需要注意一下这个外文名称。前面的两条知识点为什么要注意第二条呢？因为这个其实是直接说明了这个电路的基本原理以及构成，也就是说这个电路是晶体管-晶体管逻辑电平。翻译完了才注意到，又称其实就是这么叫的。
TTL电路出现在上世纪的60年代，典型的代表是德州仪器公司研发的SN系列集成芯片。但是，由于影响大流行广，很多其他公司也沿用了德州仪器的命名方式。需要注意的一点是，TTL电路如果想要提升速度，一般必然会伴随着更好的功耗。
这是TTL逻辑门器件中的一个典型的电路单元，两个输入决定一个输出。
分析机理其实比较简单，如果两个输入中有一个是0，那么Q1这个三极管的BE PN结就会导通。这样，BE之间的压降是0.7V。而从另一个角度分析，如果Q1的BC、Q2 BE、Q3 BE都导通，那么Q1 B极的电压应该要大于2.1V，现在显然是不符合的。这样，输出的回路就是VCC经过R2，打开Q4的BE间PN节，同时打开D1。在这个PN结以及二极管上会存在1.4V的压降，输出点的电压是3.6V。如果这两个输入全都是5V，那么Q1的BE不会导通，如果Q1的BC、Q2 BE、Q3 BE都导通，那么Q1 B极的电压应该要大于2.1V，现在的条件显然是满足的。这样，分析Q4的B极电压。这个电压应该是Q3的基极电压0.7V再加上Q2集电极以及发射极之间的电压0.3V，也就是1V。但是Q4、D1导通需要的这点电压应该至少是1.4V，这样显然不满足。如此，输出点其实是经过Q3的CE通路直接连到地，电压为0V。
这一段应该是对这个电路的功能的解释，不去做仔细阅读了，电路的原理感觉上不是很难。这段时间补了一点点模电的知识，在这里正好得到了发挥。
这里介绍的是肖特基晶体管。
为什么会有肖特基静电管这样的设计呢？主要还是考虑TTL门电路的一个响应速度，如果没有这个二极管存在，那么开关的过程会比较慢。而慢的原因则是基极为了实现饱和输出而加上的电流短时间内难以去除，如果加上这个二极管，则会加快这部分电荷的释放。B图是肖特基晶体管的一个简化符号。
有了前面的肖特基TTL电路，进一步又出来了一个低功耗肖特基TTL电路。具体的设计原理没有说明，但是有一个很突出的指标，那就是低功耗的肖特基TTL功耗只有原来的五分之一，也就是20%。性能优秀，很受欢迎。
三态的TTL电路主要是用于通信总线。
虽然集电极开路TTL电路可以这样使用，但TTL电路的许多优点由于消除有源上拉晶体管而丧失了。当使用开路集电极时，与标准TTL电路相关的高速和高抗噪声能力将丧失。为了重新获得这些优点，并保持TTL电路的高速和优越的抗噪声能力，开发了上述三态TTL门。
我们接触到的单片机，通信的时候能够输出的电平基本上都是TTL电平。在实际使用中，1一般是对应3.3V或者5V，而0则对应0V。与TTL经常放在一起来说的另一个概念叫做RS232，也就是我开篇中提到的。其实，我是因为RS232才看的TTL。那么RS232的电平有什么基本的特点呢？主要差异点还是在于有效电压的范围：信号有效（接通，ON状态，正电压）=+3V～+15V，信号无效（断开，OFF状态，负电压）=-3V～-15V。有了前面的内容整理以及分析，很容易理解RS232不兼容TTL电平的说法了。
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