电平转换电路_RS232电平和TTL电平有什么不同？如何转换？

RS232是工业上常用的串口标准，无论是PLC的RS232串口模块，还是工控机的串口(COM)，输出的电平都称为RS232电平。同时我们知道这些模块的内部控制单元都是单片机，其电平为TTL电平。那么TTL电平和RS232电平有什么不同？它们之间又是怎么转换的呢？今天这篇文章，我们就来谈谈这个话题。

TTL电平是TTL电路输出的电平，其中“TTL”是英文“Transistor-Transistor Logic”的缩写，中文翻译为“晶体管-晶体管逻辑”，因此TTL电路就是“晶体管-晶体管逻辑电路”。

在数字电子技术中，使用晶体管(三极管)可以构成不同的逻辑电路，常见的有“TTL与非门电路”、“TTL或非门电路”、“集电极开路与非门电路”等等。下面这张图，是TTL与非门电路的电路图：

在该电路中，当输入端全是高电平(Ua=Ub=Uc=3.6V)时，T2和T5导通，T3微导通，T4截止，输出电压Uy=0.3V；

当输入端有低电平(例如：Ua=0.3V ,Ub=Uc=3.6V)时，T2和T5截止，T3和T4导通，三极管BE结导通压降为0.7v，则Uy=5V-0.7V-0.7V=3.6V。

我们看到，TTL电路的工作电压是5V，它的输出可以是高电平(3.6V)或者低电平(0.3V)。

由于电平是一个连续变化的电压范围，为了用这种模拟量的电压来表示数字量的逻辑1和逻辑0，TTL电平规定：

对于输出电路：电压大于等于(≥)2.4V为逻辑1；电压小于等于(≤)0.4V为逻辑0；
对于输入电路：电压大于等于(≥)2.0V为逻辑1；电压小于等于(≤)0.8V为逻辑0；

再来看看RS232电平。RS232是美国电子工业协会于1962年发布的串行通信接口标准，其中RS为英文“Recomend Standard”的缩写，中文翻译为“推荐标准”，232为标示号。该标准对串行通信的物理接口及逻辑电平都做了规定。

最简单的RS232通信由三条数据线组成，即TxD、RxD和GND。RS232采用负逻辑电平，即-15V~-3V代表逻辑"1"，+3V~+15V代表逻辑"0"。这里的电平，是TxD线(或者RxD线)相对于GND的电压。(关于物理接口，请参考文章：工业串口通信之掀起串口的盖头)

可见，TTL电平和RS232电平，无论是在电压范围还是在极性上(RS232是负逻辑)都有很大的不同。显然，这两种电平是不能直接相连的。

为了把单片机的TTL电平转换成RS232电平，通常我们需要一个专用的转换芯片，比如TI公司的MAX3232或者ST公司的ST3232。

下面这张图，是MAX3232的外观与引脚图：

MAX3232一端与单片机的引脚相连，另一端与RS232的串口相连，完成了TTL电平到RS232电平的转换。其原理图如下：

好了，关于TTL电平与RS232电平的内容就先聊到这里。欢迎点击扩展链接查看更多文章。

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