電腦串口與單片機可以直接相連嗎？電腦的串行口RS232信号電平是(-10 ， 10v)，單片機所用到的TTL信号電平是(0 ， 5v)，很顯然他們之間的電平沒有統一标準，不能直連。這時就需要用到我們最常見的電平轉換了：

1、RS232與TTL

電腦串行口的信号電平是RS232，和單片機TTL電平，有什麼區别呢？

RS232是美國電子工業協會在1970年制定的一種全雙工的串行通信方式，可以用于兩個設備之間的串行通信，廣泛應用于工業控制領域，在一些比較老的電腦、打印機等設備上可以找到像這樣的RS232通信接口。

RS232的電平标準規定了輸出邏輯1的電平範圍是-5V至-15V，邏輯0的電平為 5至 15V。RS232協議還具有2V的噪聲容限，也就是說在接收數據時，-3V至-15V的電平能被識别為邏輯1， 3至 15V則可以被識别為邏輯0。TTL電平以高電壓表示邏輯1，低電壓表示邏輯0；而RS232則以負電壓表示邏輯1，正電壓表示邏輯0。

使用RS232和TTL傳輸相同的數據包，通過示波器可以直觀地觀察RS232電平和TTL電平的區别。

2、為什麼需要進行電平轉換？

由于RS232電平的電壓幅值較高，不易受到幹擾，所以RS232的通信距離一般可以達到15米，最簡單的RS232隻需要三條信号線（發送線、接收線和地線）就可以實現全雙工的通信，在許多電子儀器、工業設備上看到RS232的通信接口。

如果我們需要單片機之間的遠距離通信，也可以将TTL或CMOS電平轉換成RS232電平實現較遠距離的通信。

我們常用的數字電路通常都是5V或3.3V的TTL電平标準，TTL電平和RS232電平是不能互相兼容識别的，而且RS232的電壓較高，直接連接TTL電平标準的電路很可能會損壞器件，因此在使用RS232通信時就必須使用電平轉換電路。

3、最常用最經典的轉換芯片MAX232

說到電平轉換，大家肯定都知道它——MAX232，目前最常用的TTL-RS232電平轉換芯片，也是專為RS232标準串口設計的單電源電平轉換芯片。MAX232可以隻使用 5V單電源供電和很少的外圍元件實現TTL和RS232之間的電平轉換。

MAX232電平轉換原理圖從上圖可以看到，電路左邊的部分連接的是TTL電平，右邊連接的是RS232電平，隻需要四個外圍電容就可以正常工作，而且能提供兩組通道的RS232電平轉換。由于RS232電平的電壓範圍是從-5至-15V到 5至 15V的電壓範圍，已經超過了MAX232的供電電壓，MAX232需要能在 5V的單電源條件下發送和處理更大電壓範圍，因此MAX232内部還集成了兩個電荷泵電路，其中一個電荷泵與C1、C3構成了一個2倍壓升壓電路，可以将 5V的電源電壓升到 10V，另外一個電荷泵與C2、C4構成了一個電壓反轉器，将 10V的電壓變換成-10V的電壓，因此，RS232輸出端口的電平就可以達到±10V。除了用作TTL或CMOS電平與RS232電平之間的相互轉換之外，MAX232還可以用做超聲波測距模塊的發射控制。下面就是HC-SR04超聲波距離傳感器和MAX232的原理圖：

電路可以分成控制部分，超聲波發射部分和超聲波接收部分三個部分，而MAX232是控制着超聲波的發射部分。超聲波的發射器連接在MAX232的兩個RS232電平的輸出引腳，很顯然，MAX232在這裡是作為超聲波發射器壓電陶瓷的驅動器。假設當MAX232的11腳輸入高電平，第10腳輸入低電平時，那麼MAX232的14腳就應該輸出RS232電平的高電平也就是-10V，7腳則應該輸出低電平也就是 10V，這樣超聲波發射器兩端的電壓UAB就可以達到-20V！當MAX232的11腳輸入低電平，10腳輸入高電平時，同理，在超聲波發射器的兩端就能獲得 20V的電壓。為了增大超聲波傳感器的探測距離和靈敏度，就要求超聲波發射器能夠發射強度足夠大的超聲波，這就要求了超聲波發射器的電壓幅度要足夠大。當觸發超聲波傳感器時，控制電路會向MAX232的輸入端輸入兩個互補的方波信号，從而在超聲波發射器兩端就能獲得峰峰值可以達到40V的驅動波形！隻使用了一片MAX232便實現了升壓和驅動的功能，真是太妙了。

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