关于电平(转载)
时间：10-02
整理：3721RD
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在电子技术中，一个非常重要的概念就是电平以及电平的驱动能力，下面例举一些关于电平的概念及相关知识。
TTL电平：2.0V～5V为逻辑正，0～0.8V为逻辑负。
CMOS电平：输出逻辑1电平电压接近于电源电压，逻辑电平0接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。输入逻辑1电平电压大于电源电压的1/2，即VCC～VCC；输入逻辑0电平电压小于电源电压的1/2，即VCC～Gnd。
逻辑电平的一些概念 ：
1）输入高电平（Vih）：保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平，当输入电平高于Vih时，则认为输入电平为高电平。
2）输入低电平（Vil）：保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平，当输入电平低于Vil时，则认为输入电平为低电平。
3）输出高电平（Voh）：保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值，逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。
4）输出低电平（Vol）：保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值，逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。
5）阀值电平(Vt)：数字电路芯片都存在一个阈值电平，就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是一个界于Vil、Vih之间的电压值，对于CMOS电路的阈值电平，基本上是二分之一的电源电压值，但要保证稳定的输出，则必须要求输入高电平> Vih，输入低电平<Vil，而如果输入电平在阈值上下，也就是Vil～Vih这个区域，电路的输出会处于不稳定状态。
对于一般的逻辑电平，以上参数的关系如下：
Voh > Vih > Vt > Vil > Vol，即输出高电平肯定比输入高电平高，输出低电平肯定比输入低电平低，阀值电平在Vil～Vih之间。
6）Ioh：逻辑门输出为高电平时的负载电流（为拉电流）。
7）Iol：逻辑门输出为低电平时的负载电流（为灌电流）。
8）Iih：逻辑门输入为高电平时的电流（为灌电流）。
9）Iil：逻辑门输入为低电平时的电流（为拉电流）。
RS232电平：RS232电平发送器为+5V～+15V为逻辑负，-5V～-15V为逻辑正；
接收器典型的工作电平在+3～+12V与-3～-12V。
由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。 RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。
RS-485电平：
发送端：逻辑“1”以两线间的电压差+（2 至6）V 表示；逻辑“0”以两线间的电压差-（2 至6）V 表示。
接收端：A 比B 高200mV 以上即认为是逻辑“1”，A 比B 低200mV 以上即认为是逻辑“0”。
RS-485 的数据最高传输速率为10Mbps。但是由于RS-485 常常要与PC 机的RS-232 口通信，所以实际上一般最高115.2Kbps。又由于太高的速率会使RS-485 传输距离减小，所以往往为9600bps 左右或以下。RS-485 接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好。
RS-485 接口的最大传输距离标准为1200 米（9600bps 时），实际上可达3000米，RS-485 接口在总线上是容许连接多达128 个收发器、即RS-485 具有多机通信功能，这样用户可以利用单一的RS-485 接口方便的建立起网络。因为RS-485 接口组成的半双工网络，一般只需二根信号线，所以RS-485 接口均采用双绞线传输。RS-485 的国际标准并没有规定RS-485 的接口连接器标准、所以采用接线端子或者DB-9、DB-25 等连接器都可以。
RS-485 比RS-232-C 接口相比的特点：
由于RS-232 接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：
1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。
2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。现在由于采用了新的UART芯片，波特率达到115.2Kbps。
3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50 米，实际上也只能用在15 米左右。
5） RS-232 只容许一对一的通信，而RS-485 接口在总线上是容许连接多达128 个收发器。
TTL电平：2.0V～5V为逻辑正，0～0.8V为逻辑负。
CMOS电平：输出逻辑1电平电压接近于电源电压，逻辑电平0接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。输入逻辑1电平电压大于电源电压的1/2，即VCC～VCC；输入逻辑0电平电压小于电源电压的1/2，即VCC～Gnd。
逻辑电平的一些概念 ：
1）输入高电平（Vih）：保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平，当输入电平高于Vih时，则认为输入电平为高电平。
2）输入低电平（Vil）：保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平，当输入电平低于Vil时，则认为输入电平为低电平。
3）输出高电平（Voh）：保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值，逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。
4）输出低电平（Vol）：保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值，逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。
5）阀值电平(Vt)：数字电路芯片都存在一个阈值电平，就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是一个界于Vil、Vih之间的电压值，对于CMOS电路的阈值电平，基本上是二分之一的电源电压值，但要保证稳定的输出，则必须要求输入高电平> Vih，输入低电平<Vil，而如果输入电平在阈值上下，也就是Vil～Vih这个区域，电路的输出会处于不稳定状态。
对于一般的逻辑电平，以上参数的关系如下：
Voh > Vih > Vt > Vil > Vol，即输出高电平肯定比输入高电平高，输出低电平肯定比输入低电平低，阀值电平在Vil～Vih之间。
6）Ioh：逻辑门输出为高电平时的负载电流（为拉电流）。
7）Iol：逻辑门输出为低电平时的负载电流（为灌电流）。
8）Iih：逻辑门输入为高电平时的电流（为灌电流）。
9）Iil：逻辑门输入为低电平时的电流（为拉电流）。
RS232电平：RS232电平发送器为+5V～+15V为逻辑负，-5V～-15V为逻辑正；
接收器典型的工作电平在+3～+12V与-3～-12V。
由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。 RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。
RS-485电平：
发送端：逻辑“1”以两线间的电压差+（2 至6）V 表示；逻辑“0”以两线间的电压差-（2 至6）V 表示。
接收端：A 比B 高200mV 以上即认为是逻辑“1”，A 比B 低200mV 以上即认为是逻辑“0”。
RS-485 的数据最高传输速率为10Mbps。但是由于RS-485 常常要与PC 机的RS-232 口通信，所以实际上一般最高115.2Kbps。又由于太高的速率会使RS-485 传输距离减小，所以往往为9600bps 左右或以下。RS-485 接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好。
RS-485 接口的最大传输距离标准为1200 米（9600bps 时），实际上可达3000米，RS-485 接口在总线上是容许连接多达128 个收发器、即RS-485 具有多机通信功能，这样用户可以利用单一的RS-485 接口方便的建立起网络。因为RS-485 接口组成的半双工网络，一般只需二根信号线，所以RS-485 接口均采用双绞线传输。RS-485 的国际标准并没有规定RS-485 的接口连接器标准、所以采用接线端子或者DB-9、DB-25 等连接器都可以。
RS-485 比RS-232-C 接口相比的特点：
由于RS-232 接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：
1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。
2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。现在由于采用了新的UART芯片，波特率达到115.2Kbps。
3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50 米，实际上也只能用在15 米左右。
5） RS-232 只容许一对一的通信，而RS-485 接口在总线上是容许连接多达128 个收发器。