TTL电平、CMOS电平、RS232通信电平的概念及区别

传统的TTL数字逻辑电平不兼容，两者之间必须使用电平转换。逻辑1的电平为-3～-15V，逻辑0的电平为+3～+15V，注意电平的定义反相了一次。

常用的电平转换器件有以驱动器MC1488和接收器MC1489为代表的集成电路。其中MC1488采用±12V电源，以产生RS-232标准电平，MC1489采用单一+5V电源。在双向数据传输中，这两个器件要同时使用，所以要具备正负两组电源，显然不方便。

TTL电路的电平就叫TTL电平，CMOS电路的电平就叫CMOS电平电平，TTL集成电路的全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路(Transistor-TransistorLogic),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电路的电源VDD供电只允许在+5V±10%范围内，扇出数为10个以下TTL门电路;

COMS集成电路是互补对称金属氧化物半导体(Complementary symmetry metal oxide semiconductor)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，扇出数为10--20个COMS门电路.

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;另外对于并行数据传输，电缆以及连接器的费用比起串行通信方式来也要高一些。CMOS电平和TTL电平:CMOS电平电压范围在3～15V，比如4000系列当5V供电时，输出在4.6以上为高电平，输出在0.05V以下为低电平。输入在3.5V以上为高电平，输入在1.5V以下为低电平。而对于TTL芯片，供电范围在0～5V，常见都是5V，如74系列5V供电，输出在2.7V以上为高电平，输出在0.5V以下为低电平，输入在2V以上为高电平，在0.8V以下为低电平。因此，CMOS电路与TTL电路就有一个电平转换的问题，使两者电平域值能匹配。

四、TTL与CMOS电平使用起来有什么区别：

1.电平的上限和下限定义不一样，CMOS具有更大的抗噪区域。同是5伏供电的话，TTL一般是1.7V和3.5V的样子，CMOS一般是2.2V,2.9V的样子，不准确，仅供参考。

2.电流驱动能力不一样，TTL一般提供25毫安的驱动能力，而CMOS一般在10毫安左右。

3.需要的电流输入大小也不一样，一般TTL需要2.5毫安左右，CMOS几乎不需要电流输入。

4.很多器件都是兼容TTL和CMOS的，datasheet会有说明。如果不考虑速度和性能，一般器件可以互换。但是需要注意有时候负载效应可能引起电路工作不正常，因为有些TTL电路需要下一级的输入阻抗作为负载才能正常工作。

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：

VOHmin=2.4V

VOLmax=0.4V

VIHmin=2.0V

VILmax=0.8V

CMOS电路临界值(电源电压为+5V)

VOHmin=4.99V

VOLmax=0.01V

VIHmin=3.5V

VILmax=1.5V

2.TTL和CMOS的逻辑电平转换

CMOS电平能驱动TTL电平，TTL电平不能驱动CMOS电平，需加上拉电阻。3.常用逻辑芯片特点

74LS系列：TTL输入:TTL输出:TTL

74HC系列：CMOS输入:CMOS输出:CMOS

74HCT系列：CMOS输入:TTL