RS232與TTL電平轉換電路圖

本例電路可實現(xiàn)RS232電平與TTL電平相互轉換。

整個電路的工作過程：

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

而對單片機串口通信的TTL電平而言，輸出高電平時電壓〉2.4V；輸出低電平時，電壓〈0.8V。

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

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

1.RS232電平轉TTL電平過程：

當PCTXD為-3～-15時，此時RS232的邏輯為1，顯然這個時候Q4是處于截止狀態(tài)的，RXD的電平與VCC相等的為+5V，也是邏輯1。

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

2.TTL電平轉RS232電平：

TXD=0為低電平時，因為Q3是PNP型三極管所以Q3會導通，而且Q3導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，此時Q3是截止的（截止電阻非常大），而在PC發(fā)送數據時，PCTXD的空閑狀態(tài)為高電平，電壓是在-3～-15V之間，當PCTXD的電平是-3V時，二極管D1導通，電容C7充電，上負下正（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，這個電路在臨界位置有bug，使用這個電路時，盡量避開）。而在PCTXD為低電平+3～＋15V時，二極管D1反向截止，電容沒法放電，仍然會保持一段時間的上負下正的狀態(tài)。

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

那你是否擔心：既然電容C7是保持上負下正，沒法放電，那么當TXD=0，PCRXD為5V時，是不是會對電容進行反向充電？

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

所以把C7換成無極性的電容就OK了。網上這個電路，C7畫的都是電解電容，容易產生誤導。我認為應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：

本例電路要正常實現(xiàn)電平轉換功能，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，這個在仿真時可以測試一下。

雖然這個電路簡單，省錢，但是可靠性不高，一般只能湊合用。所以在做產品的時候，都會選用集成芯片來轉換。

附上TTL和CMOS的電平標準：

（一）、TTL電平標準

輸出L：〈0.8V；H：〉2.4V。

輸入L：〈1.2V；H：〉2.0V

（二）、CMOS電平標準

輸出L：〈0.1*Vcc；H：〉0.9*Vcc。

輸入L：〈0.3*Vcc；H：〉0.7*Vcc.