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UART与TTL电平分别代表什么?

作者:手持机PDA手持终端解决方案提供商    来源:sclongmazuche.com    发布时间:2019-08-04 11:32    浏览量:

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首先,我们看下什么是UART和TTL电平:

(1)什么是TTL?

TTL集成电路的全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路(Transistor-Transistor Logic),主要有54/74系列标准TTL、高速型TTL(H-TTL)、低功耗型TTL(L-TTL)、肖特基型TTL(S-TTL)、低功耗肖特基型TTL(LS-TTL)五个系列。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。S-TTL输入高电平最小2V,输出高电平最小Ⅰ类2.5V,Ⅱ、Ⅲ类2.7V,典型值3.4V,输入低电平最大0.8V,输出低电平最大0.5V。LS-TTL输入高电平最小2V,输出高电平最小Ⅰ类2.5V,Ⅱ、Ⅲ类2.7V,典型值3.4V,输入低电平最大Ⅰ类0.7V,Ⅱ、Ⅲ类0.8V,输出低电平最大Ⅰ类0.4V,Ⅱ、Ⅲ类0.5V,典型值0.25V。



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。
 
TTL电平信号对于计算机处理器控制的设备内部的数据传输是很理想的,首先计算机处理器控制的设备内部的数据传输对于电源的要求不高以及热损耗也较低,另外TTL电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路;再者,计算机处理器控制的设备内部的数据传输是在高速下进行的,而TTL接口的操作恰能满足这个要求。TTL型通信大多数情况下,是采用并行数据传输方式,而并行数据传输对于超过10英尺的距离就不适合了。这是由于可靠性和成本两面的原因。因为在并行接口中存在着偏相和不对称的问题,这些问题对可靠性均有影响。
 
数字电路中,由TTL电子元器件组成电路使用的电平。电平是个电压范围,规定输出高电平>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。
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(2)什么是UART?


UART是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线双向通信,可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中,UART用来与PC进行通信,包括与监控调试器和其它器件,如EEPROM通信。UART接口在我们达席耳的10bet下载中普遍存在,也是我们改制的主要方式。
 
UART通信
 
UART首先将接收到的并行数据转换成串行数据来传输。消息帧从一个低位起始位开始,后面是7个或8个数据位,一个可用的奇偶位和一个或几个高位停止位。接收器发现开始位时它就知道数据准备发送,并尝试与发送器时钟频率同步。如果选择了奇偶,UART就在数据位后面加上奇偶位。奇偶位可用来帮助错误校验。
 
在接收过程中,UART从消息帧中去掉起始位和结束位,对进来的字节进行奇偶校验,并将数据字节从串行转换成并行。UART也产生额外的信号来指示发送和接收的状态。例如,如果产生一个奇偶错误,UART就置位奇偶标志。
 
数据方向和通信速度
 
数据传输可以首先从最低有效位(LSB)开始。然而,有些UART允许灵活选择先发送最低有效位或最高有效位(MSB)。
 
微控制器中的UART传送数据的速度范围为每秒几百位到1.5Mb。例如,嵌入在ElanSC520微控制器中的高速UART通信的速度可以高达1.1152Mbps。UART波特率还受发送和接收线对距离(线长度)的影响。
 
目前,市场上有只支持异步通信和同时支持异步与同步通信的两种硬件可用于UART。前者就是UART名字本身的含义,在摩托罗拉微控制器中被称为串行通信接口(SCI);Microchip微控制器中的通用同步异步收发器(USART)和在富士通微控制器中的UART是后者的两个典型例子。
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(3)两者分析


USB转UART 和 USB转RS-232 所用的电平是不同的!
UART电平 称为 TTL,电压是 3.3V 或 5V。
RS-232电平 称为 EIA,电压平均 7V。(3V到15V。)
max232芯片 是将电源电压从 TTL 转换成 EIA。
EIA电压 大于 TTL电压,因此 EIA 不能用于 TTL,否则可能烧毁 TTL 电路元件。

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