RS232与TTL电平转换电路图

本例电路可实现RS232电平与TTL电平相互转换。

整个电路的工作过程：

我们知道计算机串口通信的RS-232电平是用正负电压来表示逻辑状态的，逻辑1=-3V～-15V，逻辑0=+3～＋15V。

而对单片机串口通信的TTL电平而言，输出高电平时电压〉2.4V；输出低电平时，电压〈0.8V。

所以这两者直接需要通信时，必须进行电平转换。现在市场上有很多的RS232电平转换集成芯片。但是我们也可以用分立器件自己搭电路来实现这个功能。

如上述电路图所示，左边是DB9串口，现在一般只能在台式机上看到；右边的TXD与RXD是单片机的引脚，电源VCC是+5V。

1.RS232电平转TTL电平过程：

当PCTXD为-3～-15时，此时RS232的逻辑为1，显然这个时候Q4是处于截止状态的，RXD的电平与VCC相等的为+5V，也是逻辑1。

当PCTXD为+3～＋15V时，此时RS232的逻辑为0，显然Q4是处于导通状态的，RXD的电位为0，也是逻辑0。

2.TTL电平转RS232电平：

TXD=0为低电平时，因为Q3是PNP型三极管所以Q3会导通，而且Q3导通电阻是比较小的所以PCRXD的电压与VCC相同，都是5V，在+3～+15V之间是逻辑0。

TXD=1时，此时Q3是截止的（截止电阻非常大），而在PC发送数据时，PCTXD的空闲状态为高电平，电压是在-3～-15V之间，当PCTXD的电平是-3V时，二极管D1导通，电容C7充电，上负下正（注意电容的接法），电容C7的上极板电位最终被钳在-2.3V之间（可以看出，这个电路在临界位置有bug，使用这个电路时，尽量避开）。而在PCTXD为低电平+3～＋15V时，二极管D1反向截止，电容没法放电，仍然会保持一段时间的上负下正的状态。

所以在TXD为1时，PCRXD通过电容可以获得负电压，即RS232的逻辑“1”。

那你是否担心：既然电容C7是保持上负下正，没法放电，那么当TXD=0，PCRXD为5V时，是不是会对电容进行反向充电？

是的，你想的没有错。这里电容C7的符号明显是个电解电容，电解电容的反向充电会导致电容损坏，甚至出现冒烟，漏水的情况。虽然当PCTXD在-3～-15V时，通过二极管D1钳位的作用，可以使C7的负极为负电压，但是在PCTXD在+3～＋15V时，就存在隐患了。

所以把C7换成无极性的电容就OK了。网上这个电路，C7画的都是电解电容，容易产生误导。我认为应该是用无极性的电容。如果各位有不同的见解，可以在底下留言。

注意：

本例电路要正常实现电平转换功能，要选择合适的三极管，而且波特率不能太高，电源要稳，不然很容易受到干扰，这个在仿真时可以测试一下。

虽然这个电路简单，省钱，但是可靠性不高，一般只能凑合用。所以在做产品的时候，都会选用集成芯片来转换。

附上TTL和CMOS的电平标准：

（一）、TTL电平标准

输出L：〈0.8V；H：〉2.4V。

输入L：〈1.2V；H：〉2.0V

（二）、CMOS电平标准

输出L：〈0.1*Vcc；H：〉0.9*Vcc。

输入L：〈0.3*Vcc；H：〉0.7*Vcc.