RS232與TTL電平轉(zhuǎn)換電路圖

本例電路可實(shí)現(xiàn)RS232電平與TTL電平相互轉(zhuǎn)換。

整個(gè)電路的工作過程：

我們知道計(jì)算機(jī)串口通信的RS-232電平是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)的，邏輯1=-3V～-15V，邏輯0=+3～＋15V。

而對(duì)單片機(jī)串口通信的TTL電平而言，輸出高電平時(shí)電壓〉2.4V；輸出低電平時(shí)，電壓〈0.8V。

所以這兩者直接需要通信時(shí)，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有很多的RS232電平轉(zhuǎn)換集成芯片。但是我們也可以用分立器件自己搭電路來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

如上述電路圖所示，左邊是DB9串口，現(xiàn)在一般只能在臺(tái)式機(jī)上看到；右邊的TXD與RXD是單片機(jī)的引腳，電源VCC是+5V。

1.RS232電平轉(zhuǎn)TTL電平過程：

當(dāng)PCTXD為-3～-15時(shí)，此時(shí)RS232的邏輯為1，顯然這個(gè)時(shí)候Q4是處于截止?fàn)顟B(tài)的，RXD的電平與VCC相等的為+5V，也是邏輯1。

當(dāng)PCTXD為+3～＋15V時(shí)，此時(shí)RS232的邏輯為0，顯然Q4是處于導(dǎo)通狀態(tài)的，RXD的電位為0，也是邏輯0。

2.TTL電平轉(zhuǎn)RS232電平：

TXD=0為低電平時(shí)，因?yàn)镼3是PNP型三極管所以Q3會(huì)導(dǎo)通，而且Q3導(dǎo)通電阻是比較小的所以PCRXD的電壓與VCC相同，都是5V，在+3～+15V之間是邏輯0。

TXD=1時(shí)，此時(shí)Q3是截止的（截止電阻非常大），而在PC發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，PCTXD的空閑狀態(tài)為高電平，電壓是在-3～-15V之間，當(dāng)PCTXD的電平是-3V時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，電容C7充電，上負(fù)下正（注意電容的接法），電容C7的上極板電位最終被鉗在-2.3V之間（可以看出，這個(gè)電路在臨界位置有bug，使用這個(gè)電路時(shí)，盡量避開）。而在PCTXD為低電平+3～＋15V時(shí)，二極管D1反向截止，電容沒法放電，仍然會(huì)保持一段時(shí)間的上負(fù)下正的狀態(tài)。

所以在TXD為1時(shí)，PCRXD通過電容可以獲得負(fù)電壓，即RS232的邏輯“1”。

那你是否擔(dān)心：既然電容C7是保持上負(fù)下正，沒法放電，那么當(dāng)TXD=0，PCRXD為5V時(shí)，是不是會(huì)對(duì)電容進(jìn)行反向充電？

是的，你想的沒有錯(cuò)。這里電容C7的符號(hào)明顯是個(gè)電解電容，電解電容的反向充電會(huì)導(dǎo)致電容損壞，甚至出現(xiàn)冒煙，漏水的情況。雖然當(dāng)PCTXD在-3～-15V時(shí)，通過二極管D1鉗位的作用，可以使C7的負(fù)極為負(fù)電壓，但是在PCTXD在+3～＋15V時(shí)，就存在隱患了。

所以把C7換成無極性的電容就OK了。網(wǎng)上這個(gè)電路，C7畫的都是電解電容，容易產(chǎn)生誤導(dǎo)。我認(rèn)為應(yīng)該是用無極性的電容。如果各位有不同的見解，可以在底下留言。

注意：

本例電路要正常實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換功能，要選擇合適的三極管，而且波特率不能太高，電源要穩(wěn)，不然很容易受到干擾，這個(gè)在仿真時(shí)可以測(cè)試一下。

雖然這個(gè)電路簡(jiǎn)單，省錢，但是可靠性不高，一般只能湊合用。所以在做產(chǎn)品的時(shí)候，都會(huì)選用集成芯片來轉(zhuǎn)換。

附上TTL和CMOS的電平標(biāo)準(zhǔn)：

（一）、TTL電平標(biāo)準(zhǔn)

輸出L：〈0.8V；H：〉2.4V。

輸入L：〈1.2V；H：〉2.0V

（二）、CMOS電平標(biāo)準(zhǔn)

輸出L：〈0.1*Vcc；H：〉0.9*Vcc。

輸入L：〈0.3*Vcc；H：〉0.7*Vcc.