利用电平转换器件RS-232实现单片机与PC间的串口通信

1 绪论

单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！......它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！

由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来

讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。

二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。

1.1 设计目的

本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，以便使学生掌握有关单片机控制的设计思想和设计方法。为学生今后从事单片机控制系统开发工作打下基础。

1.2设计内容和要求

本课程设计的基本要求是使学生全面掌握单片机控制系统设计的基本理论熟悉掌握MCS-51系列单片机的编程方法，具体要求如下：

利用电平转换器件RS-232实现单片机与PC间的串口通信，利用虚拟终端仿真单片机与PC间的串行通信。PC先发送从键盘输入的数据，单片机接收后会发给PC机，双方收发数据是相同的单片机将收发到的30-39H间的数据转换成0-9显示，其他数据直接显示为字符的ASCII码。

2 方法选择

2.1 从PROTTEUS库中选取元件

图1 AT89C2051：单片机

1，RES：电阻如图2所示：

图2 RES：电阻

2 7SEG-BCD-RED：红色BCD数码管如图3所示：

图3 7SEG-BCD-RED:红色BCD数码管

3CAP、CAP-ELEC:电容、电解电容如图4所示：

图4 CAP、CAP-ELEC：电容、电解电容

4 BUTTON：按钮控件如图5所示：

图5 BUTTON:按钮控件

5MAX232/MAX220：RS-232收发器如图6所示：

图6 MAX232：RS-232收发器2.2 原理图中用到的部分元器件的功能、原理及引脚说明 1. 串口模型COMPIM及其引脚功能如图7所示：

图7 串口模型COMPIM及其引脚功能

2. MAX232/MAX220：RS-232收发器的功能

实现电平转换，也就是将CMOS电平转换成TTL电平

3. RS232(DB9)引脚定义

（1）：DCB：载波检测。主要用于Modem通知计算机其处于在线状态，即Modem 检测到拨号音，处于在线状态。

（2）：RXD：此引脚用于接收外部设备送来的数据；在使用Modem时，会发现RXD指示灯在闪烁，说明RXD引脚上有数据进入。

（3）：TXD：此引脚将计算机的数据发送给外部设备；在使用Modem时，会发现TXD指示灯在闪烁，说明计算机正在通过TXD引脚发送数据。

（4）：DTR：数据终端就绪；当此引脚高电平时，通知Modem可以进行数据传输，计算机已经准备好。

（5）：GND：信号地；

（6）：DSR：数据设备就绪；此引脚高电平时，通知计算机Modem已经准备好，可以进行数据通讯了。

（7）：RTS：请求发送；此引脚由计算机来控制，用以通知Modem马上传送数据至计算机；否则，Modem将收到的数据暂时放入缓冲区中。

（8）：CTS：清除发送；此引脚由Modem控制，用以通知计算机将欲传的数据送至Modem。

（9）：RI：Modem通知计算机有呼叫进来，是否接听呼叫由计算机决定

4. MAX232原理

MAX232芯片是专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路，使用+5V

单电源供电。

内部结构基本可分三个部分：

第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12V和-12V两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。

第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。

TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS 数据后从R1OUT、R2OUT输出。

第三部分是供电。15脚DNG、16脚VCC（+5V）。

5. AT89C2051单片机引脚介绍

AT89C2051为20引脚小型封装，2K内部程序存储器，15个可编程I/O口线，没有P0口和P2口的16根I/O线，内部集成了一个模拟比较器。

AT89C2051单片机的引脚排列如图8所示：

图8 AT89C2051单片机的引脚排列

芯片共有20个引脚，引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口（见上图）左边那列引脚逆时针数起，依次为1、2、3…20，在单片机的20个引脚中，电源引脚2根，外接晶体振荡器引脚2根，复位引脚1根以及P1、P3口可编程I/O

引脚15根。

（1）主电源引脚（2根）

VCC(Pin20)：电源输入，接+5V电源

GND(Pin10)：接地线

（2）外接晶振引脚（2根）

XTAL1(Pin5)：片内振荡电路的输入端

XTAL2(Pin4)：片内振荡电路的输出端

（3）控制引脚（1根）

RST/VPP(Pin1)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位

（4）可编程输入/输出引脚（15根）

P1口：8位准双向I/O口线，P1.0—P1.7，共8根

P3口：8位准双向I/O口线，P3.0—P3.5、P3.7，共7根

3硬件设计

3.1系统各组成部分硬件设计

（1）、硬件设计电路图如图9所示：

图9 硬件设计电路

3.2电路图的原理

（1）、利用电平转换器件RS-232实现单片机与PC间的串行通信。本次试

验利用虚拟终端仿真单片机与PC间的串行通知。PC先发送从键盘输入的数据，单片机接收后回发给PC机，双方收发数据是相同的单片机将接收30-39H间的数据转换成0-9显示，其他数据直接显示为字符的ASCII码。

（2）、4个虚拟终端，分别给单片机的串行口及COMPIM的2脚、3脚，COMPIM 的3脚与虚拟终端的发送端TXD相连，将单片机串口的RXD，TXD以及COMPIM 的2脚分别接入虚拟终端的RXD，以此监视单片机和串口模型收、发数据。

（3）、PCS代表计算机发送数据，PCR用来监视PC接收到的数据，SCMS、SCMR分别为单片机发送、接收终端，分别监视单片机发送、接收数据。

4软件设计

4.1软件设计流程图如图12所示：

图12 软件设计流程图

4.2源程序设计

ORG 0

ORG 30H

SJMP START

START:MOV TMOD,#20H ;设计定时方式寄存器MOV POCN,#0 ;设置电源制寄存器

MOV TH1，#0E6H ;装初值

MOV TL1，#0E6H ;装初值

SETB TR1 ;开中断

CLR ES ;中断允许

MOV SP,#5FH ;装入指针初值

LOOP:MOV SCON,#50H ;串行口工作于方式1

JNB RI,$ ;判断RI=1？

CLR RI ;清零

MOV A,SBUF ;读进收到的数据

PUSH ACC

CJNE A,#3AH,RANG1 ;判断A的内容是否等于48

RANG1:JC RANG3 ;判断CY=1？

CJNE A,#3AH,RANG2 ;判断A的内容是否等于58

RANG2:JNC RANG3 ;判断CY=0？

CLR C ;CY=0

SUBB A,#30H ;转换为ASCII码

RANG3:MOV P1，A ;输出到数码管显示

POP ACC

RANG4:NOP

NOP

NOP

NOP

NOP

MOV SBUF,A ;启动发送

JNB TI，$ ;判断TI=1?

END

5 调试和结果分析

5.1 调试结果

（1）、在刚开始设计完原理图时，编译运行时出现了如图13所示，表示该程序是错误的，经过我们的一起研究发现了程序的末尾没有加上END结束标志。

图13 编译运行图

（2）、程序调试完了之后，在运行时出现了如图14所示，在PCS中输入数字和字符而在数码管、PCR、SCMR、SCMS没有显示跟踪结果。在我们的研究和探讨中发现了我们没有在串行口的3引脚发送数据端没有加上标记PCS。

图14 运行图

（3）、在原理图基本调试出来的时候，运行在PCS中输入数字“8”我们发现在PCR中没有显示跟踪结果，如图15所示，最后我们把PCR的属性改成如下所示才把原理图和程序调试出来。调试成功后的运行图如图16所示：

图15 编辑元件图

5.2实验结果

（1）、在PCS中输入“8”时，结果如图17所示：

图17 结果图

（2）、当PCS输入数据位“3”时，运行结果如图18所示：

图18 结果图

（3）、当PCS输入数据为“5”时，运行结果如图19所示：

图19 结果图

（4）、当PCS输入数据为“1”时，运行结果如图20所示：

图20 结果图

6 课程设计体会

本课程设计在进行过程中得到李静，鲁旭涛老师的悉心指导。课程设计过程中，两位老师多次帮助我们小组分析思路，开拓视角，在我们小组遇到困难想放弃的时候给予我们最大的支持和鼓励。老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我们终生受益。在此，谨向两位老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

在本课程设计过程中，班上的一些同学、朋友也给了我们巨大的帮助与鼓励。在此一并感谢。

在我们的成长、学习过程中，能够在大学阶段学习到单片机的知识，是我们一生的荣幸与财富。相信，在未来的日子里我们会更加努力学习，充分利用所学知识，回报社

会、师长。

参考文献

1.孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用（修订版）.北京航空航天大学出版社.1994

2.李朝青.单片机原理及接口技术（第3版）.北京航空航天大学出版社.2005

详解电平种类与电平转换

详解电平种类与电平转换 1. 常用的电平转换方案 (1) 晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或 MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。 (2) OC/OD 器件+上拉电阻法 跟 1) 类似。适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。 (3) 74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V) 凡是输入与 5V TTL 电平兼容的 5V CMOS 器件都可以用作3.3V→5V电平转换。 ——这是由于 3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而 CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如 74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列 (那个字母 T 就表 示 TTL 兼容)。 (4) 超限输入降压法(5V→3.3V,3.3V→1.8V, ...) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。 这里的"超限"是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制 (改变了输入级保护电路)。 例如，74AHC/VHC 系列芯片，其 datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V"，如果采 用 3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V电平转换。 (5) 专用电平转换芯片 最著名的就是 164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的 (俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。 (6) 电阻分压法 最简单的降低电平的方法。5V电平，经1.6k+3.3k电阻分压，就是3.3V。 (7) 限流电阻法 如果嫌上面的两个电阻太多，有时还可以只串联一个限流电阻。某些芯片虽然原则上不允许输入电平超过电源，但只要串联一个限流电阻，保证输入保护电流不超过极限(如 74HC 系列为 20mA)，仍然是安全的。 (8) 无为而无不为法 只要掌握了电平兼容的规律。某些场合，根本就不需要特别的转换。例如，电路中用到了某种 5V 逻辑器件，其输入是 3.3V 电平，只要在选择器件时选择输入为 TTL 兼容的，就不需要任何转换，这相当于隐含适用了方法3)。

常见TTL电平转换电路

常见TTL电平转换电路 ------设计参考 1.二、三级管组成的TTL/CMOS电平转换电路，优点是价格非常低，缺点是要求使用在 信号频率较低的条件下。 建议上拉电阻为10K时，可使用在信号频率为几百Khz以下的环境中，曾经在960Khz 的串口通信中做过测试。上拉电阻越小，速率越高，但是电路的功耗也越高，在低功耗要求高的电路中需要慎重考虑。在选择二、三极管时，尽量选用结电容小，开关速率高的。 A ) 图1所示电路，仅能使用在输入信号电平大于输出信号电平的转换上，例如3.3V转2.8V。二极管选用高速肖特基二极管，并且V F尽量小，例如RB521S。 图1 B ) 图2电路，仅能使用在输入信号电平大于输出信号电平的转换上，例如3.3V转2.8V，否则PNP管可能关不断。如果对输出低电平电压幅度有较严格的要求，PNP管则选用饱和压降小些的管子。PNP管也不如NPN的通用。VCC_OUT是输出信号的电源电压。 图2

C ) 图3是NPN管组成的转换电路，对输入和输出电平的谁高谁低没有要求，适用性很好。其中VCC_IN是输入信号的电源电压，VCC_OUT是输出信号的电源电压。转换后输出的低电平VOL=Vin_Lmax+Vsat，Vin_Lmax为输入信号低电平的最高幅值，Vsat为NPN管的饱和压降，如果对输出低电平电压幅度有较严格的要求，NPN管则选用饱和压降小些的管子，以满足一般电路中VOL<0.8V的要求。 图3 2.OC/OD输出的反相器组成的电平转换电路。 图4，由2级反相器组成，反相器必须是OC/OD输出的。反相器的电源与输入信号的电平相同或者相匹配，最后的输出电平由上拉电阻上拉到输出信号的目标电平上。上拉电阻的取值直接影响功耗和可适用的信号频率。 图4

C51单片机和电脑串口通信电路图

C51单片机和电脑串口通信电路图与源码 51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。我们采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法，但是对我们来说已经足够使用了，电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。 串口通讯的硬件电路如上图所示 在制作电路前我们先来看看要用的MAX232，这里我们不去具体讨论它，只要知道它是TTL和RS232电平相互转换的芯片和基本的引脚接线功能就行了。通常我会用两个小功率晶体管加少量的电路去替换MAX232，可以省一点，效果也不错,下图就是MAX232的基本接线图。

按图7－3加上MAX232就可以了。这大热天的拿烙铁焊焊，还真的是热气迫人来呀：P串口座用DB9的母头，这样就可以用买来的PC串口延长线进行和电脑相连接，也可以直接接到电脑com口上。

为了能够在电脑端看到单片机发出的数据，我们必须借助一个WINDOWS软件进行观察，这里我们利用一个免费的电脑串口调试软件。本串口软件在本网站https://www.wendangku.net/doc/2a19062813.html,可以找到 软件界面如上图，我们先要设置一下串口通讯的参数，将波特率调整为4800，勾选十六进制显示。串口选择为COM1，当然将网站提供的51单片机实验板的串口也要和电脑的COM1连接，将烧写有以下程序的单片机插入单片机实验板的万能插座中，并接通51单片机实验板的电源。

5V电平信号与3.3V电平信号转换问题及方法

5V电平信号与3.3V电平信号转换问题及方法 现在低压、低耗器件越来越多，3.3v、2.1v电平信号越来越常见。这就存在了一个电平转换问题。 当然很多时候都不需要转化，一些器件具有较大的包容性。具体能不能包容多种电平需要查看IC手册。如果能容忍其相异的电压，就不需要交转换单元了。 加上转换电路肯定会对通信速度、稳定性有所限制。 转化前要注意两个地方。 1、ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 这个是保证IC安全、健康的限制参数，应用连接时千万别超过这个范围。比如：DVDD(模拟电源)对DGND(模拟地)电压范围是-0.3V到+6.0V ;数字I/O口电压对地电压范围是-0.3V到+vdd+0.3V 。 2、需不需要电平信号转换单元就看下面这个参数：

可见这个IC的数字逻辑输入低电平门限<0.7V(3.3V情况)；高电平门限>2V(3.3V情况)；当然这些参数都是限制在ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS的。 下面转入正题，看看电平转换方法。 1、较低电平转较高电平（比如3.3V转5V）： “低”接较低电平信号；“高”接较高电平信号。

两个晶体管，保证两端信号极性一致。 2、较高电平转较低电平（比如3.3V转5V）： 分析:当“高”处（+5V电平信号）输出为逻辑1，二极管截至（相当于断开），低处被上拉到约+3.3V。 当“低”处（+5V电平信号）输出为逻辑0，二极管导通，理想情况“低”处导通到0电压，实际“低”处电压是二极管导通压降（0.7V左右，如果觉得高，可以使用肖特基二极管，肖特基二极管管压降小）。 有一些电平信号转换可以采用比较器，我以前在一个比较器手册上看过这种应用，也十分方便，就是成本有些高。 我听一些网友说，可以在不同电平信号之间串一个小电阻解决问题。我也这样试过（3.3V的cyclon2与5V的单片机通信），好像能正常使用，不过总感觉不太安稳，呵呵。

电路图和实物图相互转化专题

电路连接练习（1） 1、按电路图，将实物连成电路. 2、根据图所示的电路图连接图所示的实物图 3、按电路图（甲）连接图（乙）： 4、按图所示的实物图画电路图： 5、按图所示的实物图画电路图：； 6、按图所示的实物图画电路图： 7、按图所示的实物图画电路图： 8、按图所示的实物图画电路图： 9、按图所示的实物图画电路图： 10、按图所示的实物图画电路图：》

11、按图所示的实物图画电路图： 12、按图所示的实物图画电路图： 13、按图所示的实物图画电路图： 14、按图所示的实物图画电路图： [ 15、按图所示的实物图画电路图：] : ？；

电路连接练习（2） 16、按图所示的实物图画电路图： ( 17、按图所示的实物图画电路图： 18、将下图中的元件连接起来，形成并联电路并标出电流的方向.（要求每个开关控制一个灯泡） 19、将下图中给出的元件用导线按要求连接起来，标出电流流动的方向： （1）用开关控制灯泡 （2）用开关控制电动机和发光二极管20、一节电池一个开关、两盏灯L1和L2要组成并联电路，还应再连接两根线就可以了。 ） 21、根据电路图连接实物图： 22、根据电路图连接实物图： 23、根据电路图连接实物图：

24 、 根据电路图 连接实物图： | 25、图B 所示的实物图画成电路图： 26、按图所示的实物图画电路图： 27、根据实物图 画出电路图； 28、根据实物图 画出电路图； 29、将下图中的元件连接起来，形成串联电路并标出电流的方向. { 30、某医院安装了一种呼唤电铃，使各病床的病人均可单独呼叫，只要一按床头的开关，值班室的电铃就响，且与该病床相对应的指示灯亮，请在图中画出正确的连接方法: :

实验单片机与PC机串口通信

实验单片机与PC机串口通信（C51编程）实验 要求： 1、掌握串行口的控制与状态寄存器SCON 2、掌握特殊功能寄存器PCON 3、掌握串行口的工作方式及其设置 4、掌握串行口的波特率（bondrate）选择 任务： 1、实现PC机发送一个字符给单片机，单片机接收到后即在个位、十位数码管上进行显示，同时将其回发给PC机。要求：单片机收到PC机发来的信号后用串口中断方式处理，而单片机回发给PC机时用查询方式。 采用软件仿真的方式完成，用串口调试助手和KEIL C，或串口调试助手和PROTEUS分别仿真。 需要用到以下软件：KEIL，VSPDXP5（虚拟串口软件），串口调试助手，Proteus。 （1）虚拟串口软件、串口调试助手和KEIL C的联调 首先在KEIL里编译写好的程序。

打开VSPD，界面如下图所示：（注明：这个软件用来进行串口的虚拟实现。在其网站上可以下载，但使用期为2周）。 左边栏最上面的是电脑自带的物理串口。点右边的addpair，可以添加成对的串口。一对串口已经虚拟互联了，如果添加的是COM3、COM4，用COM3发送数据，COM4就可以接收数据，反过来也可以。 接下来的一步很关键。把KEIL和虚拟出来的串口绑定。现在把COM3和KEIL绑定。在KEIL中进入DEBUG模式。在最下面的COMMAND命令行，输入 modecom39600,0,8,1 %分别设置com3的波特率、奇偶校验 位、数据位、停止位 assigncom3sout %把单片机的串口和COM3绑定到一 起。因为所用的单片机是

（以上参数设置注意要和所编程序中设置一致！） 打开串口调试助手 可以看到虚拟出来的串口COM3、COM4，选择COM4，设置为波特率9600，无校验位、8位数据位，1位停止位（和COM3、程序里的设置一样）。打开COM4。 现在就可以开始调试串口发送接收程序了。可以通过KEIL发送数据，在串口调试助手中就可以显示出来。也可以通过串口调试助手发送数据，在KEIL中接收。 实验实现PC机发送一个字符给单片机，单片机接收到后将其回发给PC机。在调试助手上（模拟PC）发送数据，单片机收到后将收到的结果回送到调试助手上。 2、以下在Proteus和串口调试助手实现的结果： 将编译好的HEX程序加载到Proteus中，注意这里需要加上串口模块，用来进行串行通信参数的设置。 点击串口，可以对串口进行设置： 用串口调试助手发送数据，即可看到仿真结果。 实验参考程序源文件在exp2-comm文件夹中。

电平转换方法

5V-3.3V电平转换方法 在实际电路设计中，一个电路中会有不同的电平信号。 方案一：使用光耦进行电平转换 首先要根据要处理的信号的频率来选择合适的光耦。高频(20K~1MHz)可以用高速带放大整形的光藕，如6N137/TLP113/TLP2630/4N25等。如果是20KHz以下可用TLP521。然后搭建转换电路。如将3.3V信号转换为5V信号。电路如下图： CP是3.3V的高速信号，通过高速光耦6N137转换成5V信号。如果CP接入的是5V 的信号VCC=3.3V，则该电路是将5V信号转换成3.3V信号。优点：电路搭建简单，可以调制出良好的波形，另外光耦还有隔离作用。缺点：对输入信号的频率有一定的限制。 方案二：使用三极管搭建转换电路 三极管的开关频率很高，一般都是几百兆赫兹，但是与方案一相比，电路搭建相对麻烦，而且输出的波形也没有方案一的好。 电路如下图： 其中C1为加速电容，R1为基极限流电阻，R2为集电极上拉电阻，R3将输入端下拉到地，保证在没有输入的情况下，输出端能稳定输出高电平。同时在三极管截止时给基区过量的电荷提供泄放回路缩短三极管的退饱和时间。 优点：开关频率高，在不要求隔离，考虑性价比的情况下，此电路是很好的选择。 缺点：输出波形不是很良好。 方案三：电阻分压 这里分析TTL电平和COMS电平的转换。首先看一下TTL电平和CMOS电平的区别。 TTL电平：输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2。最小输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8,噪声容限是0.4V。 CMOS电平：1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且有很宽的噪声容限。 下面的电路是将5V的TTL电平转换成3V的TTL电平

电路图与实物图相互转化

1. B L2 L1 2. 3. 4. 5．如图所示，现有一个电池组、两个开关和两盏电灯，请你在接好下面的实物电路图，使S1闭合时L1亮，S2闭合时L2亮。

6．如下图所示，将所给的元件连接起来，要求L1、L2并联，电流表测干路电流，开关控 制整个电路，根据实物连接画电路图。 7．请你设计一个电路图，要求将L1、L2并联，开关S1作总开关，S2控制灯L2，电流表测A1测干路电流，电流表A2测L1所在支路电流，请按要求将下图中所画的实物连接好，并根据实物图画出电路图。 8．某同学用如图的连线来测灯泡L1的电流。 （1）在该图中，电流表的连接有什么错误？ （2）现要测L2灯的电流，但只允许变动原图中一根导线中一个端点的接线位置，应如何改动？ 9．如下图所示的电路盒，面板上有红、绿灯各一个，三个拨动开关S1、S2、S3。为了在不 打开盒子的情况下探究盒内的电路结构，小明做了多次实验并将结果填入下表。

只闭合的开关 S1S2S3S1、S2S 2、S3S1、S3S1、S2、S3灯的发光红灯不亮不亮不亮亮不亮不亮亮 情况绿灯不亮不亮不亮不亮亮不亮亮 根据上述实验情况，在虚线框内画出盒内的电路图。 10.为测小灯泡的电阻，给你如图7—9所示的器材，请你完成如下几个小题。 1．用笔画线代替导线完成电路的连接，并在方框中画出相应的电路图。 11.现有电源、开关、导线、两只灯泡和两只电流表，如图5-5-11所示，请你设计一个电路，要求：两只灯泡并联，两只电流表接入电路中，只要将开关闭合，就能测出干路电流和其中一条支路上的电流。 图5-5-11 图5-5-12 (1)画出你设计的电路图。 (2)按照你设计的电路将图5-5-12中的元件连接起来。(已知干路上的电流约0.56 A) 图7-9

TI-选择正确的电平转换方案

1. 简介 在今天的电子电路系统中电压电平的转换基本成为了必须。例如：一 个ASIC的供电为VccA，而I/O器件的供电为VccB。为了使它们之间正常通信，就需要一个如图1的电平转换（level－translation）方案。 输入电平限值和器件的输出电平主要根据器件采用的工艺技术和供电 。图2显示了不同的供电和元件技术的限值范围。为了成功的实现两个 器件的接口，一定要保证以下的条件： ■驱动器件的Voh必须大于接收器件的Vih ■驱动器件的Vol必须小于接收器件的Vil ■驱动器件的输出电压范围不能超过接收器件的可容忍的I/O电 压范围

2. 双电源电平转换器件（Dual-Supply Level Translators） 2.1 特性 双电源的器件是为了满足两类总线或不同供电器件之间的异步通讯的 。这类器件采用双电源：VccA为A端（A side）供电，VccB为B端供电。对于数据从A到B或B到A都能传输的双向的电平转换器件，方向取决于输入pin DIR的逻辑电平。如果器件有OE控制，在OE有无效时 A端和B端的总线隔离。 TI的双电源器件有各种位宽的应用并几乎覆盖了当前出现的全部的供 电应用。这些器件灵活，易用并能实现双向转换，对于许多电平转换 的应用都是理想的选择（译者注：强！）。它们的电流驱动能力可以 使其适合长线及重载的应用。 SN74AVCB324245是一种32位双电源电平转换器件（由四组8位端口组成）。图3显示了SN74AVCB324245的1.8V转3.3V的一个端口，同

时另一个端口实现3.3V到1.8V的转换。 双电源器件的优点： ●可以在不同电压结点间灵活的转换 ●具有电流驱动的能力 ●具有不同的位宽 2.2 产品列表

PC机串口与多个单片机红外无线通信的实现

《工业控制计算机》!""#年$%卷第%期&’机串口与多个单片机红外无线通信的实现 周文举山东枣庄师专计算机系 （!%%$("）&’机与一台或多台单片机的通信系统中的数据通讯一般 采用的是串行通信方式。串行通信可采用有线与无线两种方式，作者根据单片机串行通信原理、脉冲编码调制)&’*+技术和红外无线通信技术，开发设计了单片机编解码红外无线通信接口。用该接口构成的多机通信系统，由于采用红外线为传输介质，而不是电缆线和电磁波，所以特别适用于那些不适合或不方便架设电缆线及电磁干扰较强的工作环境。本文就利用红外技术实现&’机与多台单片机无线串行通信的实现作一介绍。 !多机通信原理 在多机数据通信系统中，&’机与单片机之间的数据通信采 用一对多的主从模式，利用波长为,#"!-的远红外波通信。其原理示意图如图$。主机为&’机，从机选择*’./0$系列单片机，在&’机上用12345675328(9"编制一个主程序，负责发送从机地址、控制命令和从站之间的信息传输及调度，从站则负责收集现场信息，进行一定的数据处理，根据主站的要求返回数据，并执行主站发出的命令。主站&’机与从站之间的信息交换是通过*.’:--控件来实现。在采用主从式多机串行通信系统中，从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制。并且在一个多机通信系统中，只有一台&’机作为主机，各从机之间不能直接相互通讯，即使有信息交换也必须通过主机转发。由于发送和接收共用同一物理信道因此在任意时刻只允许一台从机处于发送状态，其余的从机不能发送。只有被主机呼叫的从机才能占用总线， 对主机做出应答。 图$&’机与一单片机串行通信 每台从机均分配有一个唯一的从机地址，主机与从机通信时，主机先呼叫某从机地址，唤醒被叫从机后，主、从两机之间进行数据交换，而未被呼叫的从机则继续进行各自的工作。主机发送的信息可以传到多个从机或指定的从机，各从机发送的信息只能被主机接收。单片机通过对多机通信控制位.*!进行置位和复位来控制正确接收地址和数据信号，在返回数据时通过设 ;7<为"或$来区别返回的是数据还是地址。只有正确地完成 了接收和发送任务，才能触发有效的;=，>=信号，进而完成下一步的通信。接收时，检测>=是否建立起来，当>=为高电平，表示接收完毕。发送时，检测;=是否建立起来，当;=为高电平时说明 发送已经完成。而在主机上也要设立相应的多机通信机制，这一任务是通过改变*.’:--控件的.?@@2AB 属性中的奇偶校验位来实现的。发送和接收地址时置奇偶校验位为*，则主机在发送地址过程中发送的第,位;7<为$，而在接收地址时，只有接收到的第,位>7<为$时才能引起’:--CD?A@属性的变化，从而触发EA’:--事件；发送和接收数据时，置该位为.。则主机在发送数据过程中发送的第,位;7<为"，而在接收数据时，只有接收到的第,位>7<为"时才能引起’:--CD?A@属性的变化，从而触发EA’:--事件。 在本设计中主机微机发送字符与接受字符均采用查询方式，发送前先读取通信或状态寄存器，查询发送保持寄存器空否？接收前先读取通信或状态寄存器，查询一帧数据收完否？从机采用中断方式，即接收到地址帧后就进行串行口中断申请，’&F 响应后， 进入中断服务程序。在通信协议中规定："单片机以方式G 进行通信，一帧数据的第,位为“$”，代表地址帧，为“"”，代表数据帧。#设定通信波特率为,(""HI3；$地址帧为"$JKLLJ 代表!00台从机地址。%""J 是以地址帧形式发送的一条对所有从机起作用的控制命令，命令各从机恢复.*!M$，等待接收状态。 为了实现多机通信，所有发射电路的振荡频率和所有的接收电路的振荡频率都必须调整一致，为保证正常通信，防止自己发自己接，数据传送方向必须为半双工传送，收发器在发射时，必须屏蔽自己的接收中断，发射结束后再开放中断。 多机通信过程为： $）主机*.’:--的属性.?@@2AB3M “,(""，*，<，$”，所有从机的.*!M$，处于地址帧接收状态。 !） 主机发送一帧地址信息，其中包含<位地址，第,位为“$”，与所需的从机进行联络。 G ） 从机接收到地址信息后，各自将其与自己的地址相比较；对于地址相符的从机使>=M"，;7

5V到3V3的电平转换-串口通信

5V到3V3的电平转换-串口通信 一、电平转换电路 下面来分析一下电路的设计思路： https://www.wendangku.net/doc/2a19062813.html,/BLOG_ARTICLE_244240.HTM 首先声明一下：这个电路是从3V3的角度考虑的！ 1、接收通道 我们首先来明确一下数据流向（其实就是电平驱动方向），接收通道是由5V方驱动的（Source），3V3方只是取电平（Sink），因此TXD5V作为此通道的输入方，RXD3V3作为通道的输出方。 我们知道，三极管（开关型）集电极输出驱动能力不错，我们就设计为集电极输出；但是，只有一个三极管是不行的，因为集电极输出的时候，基极电平和集电极逻辑是相反的；那么，加一个反相器？没必要，那是另外一种电平转换的方法了，我们只需要再使用一个三极管，基极接前级输出就可以了。这样，逻辑转换就完成了，当输入低电平时，Q1截止，集电极输出高电平，Q2导通，集电极输出低电平。同理，高电平分析是一样的。 逻辑转换完成了，那么就是电平的问题了。这很好解决，输入方为5V逻辑，那么就给它一个VCC5，3V3逻辑高电平需要一个3V3，那么就给一个VCC3V3；OK！ 2、发送通道 分析完接收通道，发送通道的原理其实也是一样的，就不详细介绍了。 3、结论 其实如果稍微熟悉电子电路知识的人看来，这个电路实在太简单，正因为如此，我才要强调，基础很重要！否则，一个系统的设计会在这些小地方卡住。 二、电平问题： 单片机手册————电气特性 常用逻辑电平：12V，5V，3.3V； 1.TTL电平： 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。

3.3V转5V的双向电平转换电路

3.3V转5V的双向电平转换电路 说说所有的电平转换方法，你自己参考～ (1) 晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。 (2) OC/OD 器件+上拉电阻法 跟1) 类似。适用于器件输出刚好为OC/OD 的场合。 (3) 74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V) 凡是输入与5V TTL 电平兼容的5V CMOS 器件都可以用作3.3V→5V 电平转换。 ——这是由于3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列(那个字母 T 就表示TTL 兼容)。 (4) 超限输入降压法(5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。 这里的"超限"是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制(改变了输入级保护电路)。 例如，74AHC/VHC 系列芯片，其datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V"，如果采用3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V 电平转换。 (5) 专用电平转换芯片 最著名的就是164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的(俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。 (6) 电阻分压法 最简单的降低电平的方法。5V电平，经1.6k+3.3k电阻分压，就是3.3V。 (7) 限流电阻法 如果嫌上面的两个电阻太多，有时还可以只串联一个限流电阻。某些芯片虽然原则上不允许输入电平超过电源，但只要串联一个限流电阻，保证输入保护电流不超过极限(如74HC 系列为20mA)，仍然是安全的。 (8) 无为而无不为法 只要掌握了电平兼容的规律。某些场合，根本就不需要特别的转换。例如，电路中用到了某种5V 逻辑器件，其输入是3.3V 电平，只要在选择器件时选择输入为TTL 兼容的，就不需要任何转换，这相当于隐含适用了方法3)。 (9) 比较器法 算是凑数，有人提出用这个而已，还有什么运放法就太恶搞了。 那位说的可以～但我分析你也不是非要芯片不可吧？尽量节约成本啊～ 3.3V转5V 电平转换方法参考 电平转换

常用的电平转换方案

常用的电平转换方案 TTL、CMOS、ECL等电路的高低电平阀值不同，他们之间逻辑连接需要电平转换；还有，就是接口与接口之间的，如RS232与485之间，USB与串口之间等等，由于这些接口协议里面定义的电平不同，所以也需要电平转换。 1. 常用的电平转换方案 (1) 晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。 图1. 电阻-二极管拓扑，是在同一根信号线上实现双向转换的可选技术之一

图2. 分立/数字晶体管是实现双向转换的另外一种选择 (数据入和数据出也被称为主入从出(MISO)和主出从入(MOSI)。SPI能够使用超过20Mbp的时钟信号，使用CMOS推挽逻辑。由于SPI是单向的，没有必要在同一根信号线上实现双向转换。这使电平转换变得简单一些，因为 可以采用电阻与二极管(图1)或分立/数字晶体管(图2)等简单方案。I2C、SMBusTM和1-Wire 接口为双向、漏极开路拓?扑。I2C有3个速度范围：≤ 100kbps的标准模式，≤ 400kbps的快速模式，≤ 3.4Mbps的高速模式。双向总线的电平转换更加困难，因为必须在同一根数据线上进行双向转换。基于电阻-二极管或集电极/漏极开路的单级晶体管转换器的简单拓扑由于固有的单向性，无法满足要求。 ) (2) OC/OD 器件+上拉电阻法 跟1) 类似。适用于器件输出刚好为OC/OD 的场合。 (3) 74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V) 凡是输入与5V TTL 电平兼容的5V CMOS 器件都可以用作 3.3V→5V 电平转换。 ——这是由于3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列(那个字母T 就表示TTL 兼容)。 (4) 超限输入降压法(5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。 这里的"超限"是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制(改变了输入级保护电路)。 例如，74AHC/VHC 系列芯片，其datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V"，如果采用 3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V 电平转换。 (5) 专用电平转换芯片 最著名的就是164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的(俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。

CMOS电平转换电路详解

CMOS电平转换电路详解 COMS集成电路是互补对称金属氧化物半导体（Compiementary symmetry metal oxide semicoductor）集成电路的英文缩写，电路的许多基本逻辑单元都是用增强型PMOS晶体管和增强型NMOS管按照互补对称形式连接的，静态功耗很小。 COMS电路的供电电压VDD范围比较广在+5~+15V均能正常工作，电压波动允许10，当输出电压高于VDD-0.5V时为逻辑1，输出电压低于VSS+0.5V（VSS为数字地）为逻辑0。CMOS电路输出高电平约为0.9Vcc，而输出低电平约为0.1Vcc.当输入电压高于VDD-1.5V时为逻辑1，输入电压低于VSS+1.5V（VSS为数字地）为逻辑0。 TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑1，0V 等价于逻辑0，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。 标准TTL输入高电平最小2V，输出高电平最小2.4V，典型值3.4V，输入低电平最大0.8V，输出低电平最大0.4V，典型值0.2V（输入H》2V，输入L《0.8V;输出H 》2.4V（3.4V），输出L《0.4V（0.2V）。 CMOS电平是数字信号还是模拟信号？CMOS电平是数字信号，COMS电路的供电电压VDD范围比较广在+5--+15V均能正常工作，电压波动允许10，当输出电压高于VDD-0.5V 时为逻辑1，输出电压低于VSS+0.5V（VSS为数字地）为逻辑0，一般数字信号才是0和1 。 cmos电平转换电路1、TTL电路和CMOS电路的逻辑电平 VOH：逻辑电平1 的输出电压 VOL：逻辑电平0 的输出电压 VIH ：逻辑电平1 的输入电压 VIH ：逻辑电平0 的输入电压 TTL电路临界值：

电路图和实物图专项练习

实物图与电路图的转化方法 按照电路图连接实物图和将实物图的连接情况画成电路图，是初中电学中一项非常重要的实验技能，是同学们在学习电路知识时应该掌握的基本技能之一，下面向同学们介绍一种做好电路图和实物图转化题的好方法。 一. 根据电路图连接实物图的方法 通常情况下只要对照电路图，从电源正极出发，逐个顺次地将实物图中的各元件连接起来即可，而对于复杂的实物图的连接，我们可以分以下几步完成：（1）在电路图中任选一条单一的回路，并对照这个回路在实物图中将相应的元件连接好。 （2）对照电路图，把所选回路以外的元件分别补连到实物图的相应位置，在连入回路以外的元件时，要找出电路中电流的分流点和汇合点，将回路以外的元件连接在两点之间。这里要特别注意实物图中元件的连接顺序必须与电路图中各元件的顺序一致。 例1. 请按照图1所示的电路图将图2中的实物元件连接起来。 分析：首先在图1中任选一条单一的回路，我们可以选择电池、开关S和灯L2、L3所组成的电路，并按此回路在图2中将对应的实物依次连接起来，将电池的正极接L3的左端，L3的右端接L2的左端，L2的右端接S的右端，S的左端接电池的负极。然后对照图1，将漏选的灯L1、S1连接在分流点（L3的左端）和汇合点（L2的右端），即L1的左端接L3的左端，L1的右端接S1的左端，S1的右端接L2的右端，这样整个电路就连接好了（如图3所示） 图3 小结： 以上连接实物图的方法，我们可以用一句话来概括：先找路、后连图、再补漏。连接实物图时，导线不要交叉，导线的端点必须接在各元件的接线柱上。

二. 根据实物图画电路图的方法 根据实物图画电路图时要用规定的电路符号代替实物，按照实物的连接方式画出规范的电路图。画电路图时要注意： （1）电路图中各元件摆放的位置尽量与实物图中各元件位置相对应，这样便于检查。 （2）各电路元件摆放的位置要均匀、美观； （3）交叉连接的导线，一定要在连接处画一个“黑点”。 例2. 画出图4所示实物电路的电路图。 分析：这个电路包括了以下元件：电池，开关S1、S2、S3，灯L1、L2，要想弄清它们的连接关系，我们要从电源的正极出发，来分析一下电流的路径。 由此我们可以根据以 上分析我们画出的电路图（如图5所示）。 小结：依照实物连接图画电路图，同样也要弄清电流分流点和汇合点，画好电路图后一定要标明元件的符号（与实物相对应）。

单片机与PC机串口通信实现正文

毕业设计（论文）课题:单片机与PC机串口通信实现 学生: 孙波系部: 通信工程 班级: 通信1301 学号: 2013120325 指导教师: 童华 装订交卷日期: 2016年x月x日 装订顺序: （1）封面（2）毕业设计（论文）成绩评定记录（3）标题、中文摘要及关键词（4）正文（5）附录（6）参考文献

毕业设计（论文）成绩评定记录表 注：1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定； 2.平时成绩占40%、卷面评阅成绩占60%，在上面的评分表中，可分别按40分、60分来量化评分，二项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。 教务处制

重庆电子工程职业学院 毕业设计（论文）开题报告 系别通信工程专业通信技术班级通信1301 学生姓名孙波学号2013120325 指导教师童华 一、毕业设计的内容和意义： 目前，随着计算机和微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的各个领域的智能化控制中得到了非常广泛的应用。单片机已成为信息处理、物联网络、通信设备、工业控制、家用电器等各个领域不可缺少的智能部件。在一些工业控制中，经常需要以单片机作为下位机执行对被控对象的直接控制，以PC机为上位机完成复杂的数据处理，组成主从式控制系统。 为了提高系统管理的先进性，计算机工业自动控制和监测系统越来越多的采用主从式系统。较为常见的形式是由一台做管理用的上位机计算机（主机）和一台直接参与控制检测的下位机单片机(从机)构成的主从式系统，主机和从机之间以通讯的方式来协调工作。主机的作用一是向从机发送各种命令及参数；二是要及时收集、整理和分析从机发回的数据，供进一步的决策。从机被动的接收、执行主机发

各种电平总结

TTL和CMOS电平总结 TTL和CMOS电平总结 TTL——Transistor-Transistor Logic HTTL——High-speed TTL LTTL——Low-power TTL STTL——Schottky TTL LSTTL——Low-power Schottky TTL ASTTL——Advanced Schottky TTL ALSTTL——Advanced Low-power Schottky TTL FAST(F)——Fairchild Advanced schottky TTL CMOS——Complementary metal-oxide-semiconductor HC/HCT——High-speed CMOS Logic(HCT与TTL电平兼容) AC/ACT——Advanced CMOS Logic(ACT与TTL电平兼容)（亦称ACL） AHC/AHCT——Advanced High-speed CMOS Logic(AHCT与TTL电平兼容) FCT——FACT扩展系列，与TTL电平兼容 FACT——Fairchild Advanced CMOS Technology 1，TTL电平： 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平 是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。 2，CMOS电平： 1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。 3，电平转换电路： 因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以互相连接时需 要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。哈哈 4，OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱 动门电路。 5，TTL和COMS电路比较： 1）TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。 2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。 COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。 COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常

电平转换电路

3.1 应用举例－应用SN74LVC2G07实行电平转换 图6显示了SN74LVC2G07一个Buffer作1.8V到5V的转换，另一Buffer 作3.3V到1.8V的转换。 器件的电源电压为1.8V。它可以保证器件将输入最低的VIH识别为有效的高电平。输出上拉电阻的最小值取决于器件开漏脚的最大灌电流能力（maximum current-sinking capability Iol max）。而最大灌电流能力是受限于输出信号的最大允许的上升时间的。 Rpu(min)＝（Vpu-Vol）/ Iol(max) 对于图6中的SN74LVC2G07，假设Vpu1=5V±0.5V，Vpu2=1.8V±0.15V，而且电阻的精度为5% Rpu1(min)＝((5.5V-0.45V)/4mA)×(1/0.95)=1.33kΩ 最接近的标称值为1.5kΩ。 Rpu2(min)＝（（1.8V-0.45V）/4mA）×（1/0.95）＝394.73Ω 最接近的标称值为430Ω。 图7显示了在不同上拉电阻值的情况下具有10pF容性负载情况下的输出波形。当上拉电阻值增大后，输出信号的上升时间也增加了。

3.2 不要在CMOS 驱动的输出端加上拉电阻

在电平转换时，系统设计者不能在CMOS器件的输出端加上拉电阻。这种作法有很多弊端，应该避免使用。一个问题是在输出为低时增加了功耗。当CMOS 驱动输出为高是也会产生另一个危害。高电平的电源会通过上拉电阻对低电平电源灌电流。此时，下部的N沟道晶体管是关闭的，上部的P沟道晶体管是导通的。电流灌入低电平的电源会产生无法预料的后果。 4 FET开关 TI的CB3T,CBT,CBTD和TVC系列的总线开关可以用作Level-shifter。FET开关非常适用于不需要电流驱动并有很短传播时延的电平转换应用。 FET开关的好处： ●很短的传播时延 ●TVC器件（或者将CBT 器件配置为TVC）不用方向控制就可以实现双向电平转换 TI的CB3T系列器件可以用于5V到3.3V转换。图9显示了CB3T器件用作双向电平转换的一些应用。

电平转换方法

常用的电平转换方案 (1) 晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或 MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。 (2) OC/OD 器件+上拉电阻法 跟 1) 类似。适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。 (3) 74xHCT系列芯片升压 (3.3V→5V) 凡是输入与 5V TTL 电平兼容的 5V CMOS 器件都可以用作 3.3V→5V 电平转换。 ——这是由于 3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而 CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如 74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列 (那个字母 T 就表 示 TTL 兼容)。 (4) 超限输入降压法 (5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。 这里的"超限"是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制 (改变了输入级保护电路)。 例如，74AHC/VHC 系列芯片，其 datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V"，如果采 用 3.3V 供电，就可以实现 5V→3.3V 电平转换。 (5) 专用电平转换芯片 最著名的就是 164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的 (俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。 (6) 电阻分压法 最简单的降低电平的方法。5V电平，经1.6k+3.3k电阻分压，就是3.3V。 (7) 限流电阻法 如果嫌上面的两个电阻太多，有时还可以只串联一个限流电阻。某些芯片虽然原则上不允许输入电平超过电源，但只要串联一个限流电阻，保证输入保护电流不超过极限(如 74HC 系列为 20mA)，仍然是安全的。 (8) 无为而无不为法 只要掌握了电平兼容的规律。某些场合，根本就不需要特别的转换。例如，电路中用到了某种 5V 逻辑器件，其输入是 3.3V 电平，只要在选择器件时选择输入为 TTL 兼容的，就不需要任何转换，这相当于隐含适用了方法3)。 (9) 比较器法