單片機與電腦接口(TTL與RS232電平模擬轉換)電路及工作原理

1、先介紹電腦上與單片機進行通訊的接口的名稱

（1）一般是用電腦串口來進行通訊的，平常大家說的電腦的串口是指桌上型電腦主機後面的九針接口，如下圖

這個接口有個專業的名稱，叫RS23接口，而RS232接口是串口通訊的一種，其實所謂的接口，我的理解就是一種通信協議，規定了傳輸電平，傳輸方式，及怎麼傳輸數據等等。

協議標準規定採用一個25個腳的DB25連接器，還規定了連接器的每個引腳的信號內容，同時還對各種信號的電平加以規定。但隨著設備的不斷改進，出現了代替DB25的DB9接口，現在都把RS232接口叫做DB9。

(2)電腦上的RS232接口採用的是負邏輯電平：

-15~-3表示邏輯1； 

+15~+3表示邏輯0；

電壓值通常在7V左右

(3)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。

2、單片機串口輸出的邏輯電平

單片機的串口輸出電路採用的邏輯電平是TTL電平。這種電平信號由TTL器件產生的，一般的晶片，如運放，數字器件等...

TTL：Transistor-Transistor Logic 三極體結構。
Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；

VIH>=2V；VIL<=0.8V

3、單片機與電腦串口的連接

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

（1）在這裡我們可以使用集成晶片MAX232，這是一款專門用來進行信號電平的轉換的晶片，使用起來簡單方便，這裡把電路貼出。

（2）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，電路焊接完畢後即可正常工作，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

用三極體實現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,由於二極體與電容的作用使得在二極體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後,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".那麼從RS232到TTL的電平轉換也實現了.

備註：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

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