單片機與電腦接口（TTL與RS232電平模擬轉換）電路及工作原理分析

　　RS232接口概述

　　RS232接口又稱DB9接口，是現在主流的串行通信接口之一。

　　由于RS232接口標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下四點：

　　1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。

　　2）傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps；

　　3）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。

　　4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也只能用在50米左右。

　　RS232接口說明：

　　1 載波檢測 DCD

　　2 接收數據 RXD

　　3 發送數據 TXD

　　4 數據終端準備好 DTR

　　5 信號地 SG

　　6 數據準備好 DSR

　　7 請求發送 RTS

　　8 清除發送 CTS

　　9 振鈴提示

　　RS232接口電平：

　　RS232采用負邏輯電平

　　-15~-3：邏輯1；

　　+15~+3：邏輯0；

　　電壓值通常在7V左右

　　我們可以使用串口電纜直接連接兩臺PC機的串口，實現兩臺PC機的串口通訊。但是PC機和單片機的通訊卻不能夠用電纜直接進行連接，原因是PC機RS232串口的電平標準和單片機的TTL電平不一致，因此單片機和PC機之間的串口通訊必須要有一個RS232/TTL電平轉換電路。通常這個電路都選擇專用的RS232接口電平轉換集成電路進行設計，如MAX232、HIN232等。

　　單片機串口輸出的邏輯電平

　　單片機的串口輸出電路采用的邏輯電平是TTL電平。這種電平信號由TTL器件產生的，一般的芯片，如運放，數字器件等。。。

　　TTL：Transistor-Transistor Logic 三極管結構。

　　Vcc：5V；VOH》=2.4V；VOL《=0.5V；

　　VIH》=2V；VIL《=0.8V

　　單片機與電腦串口的連接的電路與原理

　　首先解決的就是邏輯接口電平的問題，其次就是通信方法及方式的問題：

　?。?）在這里我們可以使用集成芯片MAX232，這是一款專門用來進行信號電平的轉換的芯片，使用起來簡單方便，這里把電路貼出。

　?。?）當然，我們也可以使用分立元件來搭建RS232電平轉換電路以供我們實驗使用，下圖給出了一個常見電路，只要器件完好，電路焊接完畢后即可正常工作，經實際使用，效果良好。不用MAX232實現DSP或MCU與PC通訊的電路，元件經濟，結構簡單設計巧妙 用三極管實現RS-232轉TTL電路。電路如下圖：

　　1、DB9的2腳 TXD：為RS-232電平信號接收端，RXD；3腳為RS-232電平信號發送端，

　　2、圖中的Vcc應該是+5V，TXD接單片機TXD，RXD接單片機RXD。

　　工作原理是：從TTL轉為RS2323電平，由于二極管與電容的作用使得在二極管D1與電容C7交接處的電壓保持在-3V~-15V.

　　當TXD為“1”（TTL）時，Q3截止，PCRXD上的電壓與PCTXD電壓相等，也是-3~-15V，為“1”（RS232）

　　當TXD為“0”（TTL）時， Q3導通，則PCRXD電壓約為+5V，這個電壓在+3~+15V之間，根據RS232電平，它是“0”。。。。也就是說TTL的“1”經過這個電平轉換電路后，RS2323可以識別出它是“1”，是“0”也能識別為0.這就實現了從TTL到RS232的電平轉換。

　　從RS232轉換為TTL電平那就簡單了，當PCTXD為“1”，即-3~-15V時，Q4截止，RXD電壓約為5V，為“1”，，當PCTXD為“0”時，Q4導通，電壓為0，電平為“0”。那么從RS232到TTL的電平轉換也實現了。

　　備注：D2是為了防止Q4的BE反向擊穿，TXD的最低電壓時15V，Q4的BE耐壓是6V左右。 簡略大概的說：當TXD=1時，Q3截止，導致PCRXD=1; 當TXD=0時，Q3導通，導致PCRXD=0; 當PCTXD=1時，Q4導通，導致RXD=1; 當PCTXD=0時，Q4截止，導致RXD=0; RS232 1，0 TTL 1 ，0