手机串口一般是CMOS电平，当把android手机当做开发板上的一个器件(比如利用android系统自带的GPRS模块，wifi模块，语音视频模块等等)看待时，常常会涉及到自己重写底层协议和驱动的情况，同时也会涉及到不同开发板不同电平之间的转换。最近在做一个利用android手机收发数据的实验，其中就涉及到了EIA电平和TTL电平的转换，TTL电平和CMOS电平的转换。现简要的总结下常用的TTL电平，CMOS电平和EIA电平，以及一些与上述电平有关集成逻辑电路和rs232串口的一些基本知识：

一、集成逻辑电路的分类:

按电路组成的结构来分，可将数字电路分为分立元件电路和集成电路两类。

集成电路具有体积小、成本低、可靠性高等优点。

按制造工艺的不同，集成逻辑门可分为双极型逻辑门和单极型逻辑门两大类。

TTL(晶体管-晶体管逻辑)属于双极型逻辑门，速度快、抗干扰能力和带负载能力强。功耗较大，集成度较低，不适合做成大规模集成电路，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。

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。

CMOS逻辑门属于单极型逻辑门，CMOS电路具有制造工艺简单、功耗小、集成度高、无电荷存储效应等优点。其缺点是速度较慢。 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。

TTL电平与CMOS电平的区别

(一)TTL高电平3.6~5V，低电平0V~2.4V

CMOS电平Vcc可达到12V

CMOS电路输出高电平约为0.9Vcc，而输出低电平约为0.1Vcc。

CMOS电路不使用的输入端不能悬空，会造成逻辑混乱。

TTL电路不使用的输入端悬空为高电平，另外，CMOS集成电路电源电压可以在较大范围内变化，因而对电源的要求不像TTL集成电路那样严格。 用TTL电平他们就可以兼容。

(二)TTL电平是5V，CMOS电平一般是12V。

因为TTL电路电源电压是5V，CMOS电路电源电压一般是12V。 5V的电平不能触发CMOS电路，12V的电平会损坏TTL电路，因此不能互相兼容匹配。

(三)TTL电平和CMOS电平标准

TTL电平： 输出 L： <0.4V ; H：>2.4V 输入 L： <0.8V ; H：>2.0V

TTL器件输出低电平要小于0.4V，高电平要大于2.4V。输入，低于0.8V就认为是0，高于2.0就认为是1。

CMOS电平：输出 L： <0.1*Vcc ; H：>0.9*Vcc 输入 L： <0.3*Vcc ; H：>0.7*Vcc.

RS-232C(DB9)接口定义

RS-232C标准采用EIA电平，规定：

“1”的逻辑电平在-3V~-15v之间

“0”的逻辑电平在+3V~+15V之间。

由于EIA电平与TTL电平完全不同，必须进行相应的电平转换，MCl488完成TTL电平到EIA电平的转换，MCl489完成EIA电平到ITL电平的转换。还有MAX232可以同时完成TTL->EIA和EIA->TTL的电平转换。

TTL和COMS电平匹配以及电平转换的方法

一.TTL

TTL集成电路的主要型式为晶体管-晶体管逻辑门(transistor-transistor logic gate)，TTL大部分都采用5V电源。

1.输出高电平Uoh和输出低电平Uol

Uoh≥2.4V,Uol≤0.4V

2.输入高电平和输入低电平

Uih≥2.0V，Uil≤0.8V

二.CMOS

CMOS电路是电压控制器件，输入电阻极大，对于干扰信号十分敏感，因此不用的输入端不应开路，接到地或者电源上。CMOS电路的优点是噪声容限较宽，静态功耗很小。

1.输出高电平Uoh和输出低电平Uol

Uoh≈VCC，Uol≈GND

2.输入高电平Uoh和输入低电平Uol

Uih≥0.7VCC,Uil≤0.2VCC (VCC为电源电压，GND为地)

从上面可以看出:

在 同样5V电源电压情况下，COMS电路可以直接驱动TTL，因为CMOS的输出高电平大于2.0V,输出低电平小于0.8V;而TTL电路则不能直接驱动 CMOS电路，TTL的输出高电平为大于2.4V，如果落在2.4V～3.5V之间，则CMOS电路就不能检测到高电平，低电平小于0.4V满足要求，所 以在TTL电路驱动COMS电路时需要加上拉电阻。如果出现不同电压电源的情况，也可以通过上面的方法进行判断。

如果电路中出现3.3V的COMS电路去驱动5V CMOS电路的情况，如3.3V单片机去驱动74HC,这种情况有以下几种方法解决，最简单的就是直接将74HC换成74HCT(74系列的输入输出在下面有介绍)的芯片，因为3.3V CMOS 可以直接驱动5V的TTL电路;或者加电压转换芯片;还有就是把单片机的I/O口设为开漏，然后加上拉电阻到5V，这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小，以保证信号的上升沿时间。

三.74系列简介

74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片，74系列中分为很多种，而我们平时用得最多的应该是以下几种：74LS，74HC，74HCT这三种，这三种系列在电平方面的区别如下：

输入电平 输出电平

74LS TTL电平 TTL电平

74HC COMS电平 COMS电平

74HCT TTL电平 COMS电平

TTL和CMOS电平

1、TTL电平(什么是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。

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CMOS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，这是正常现象。

3)COMS电路的锁定效应：

COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。

防御措施： 1)在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过不超过规定电压。2)芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端出现瞬间的高压。

3)在VDD和外电源之间加限流电阻，即使有大的电流也不让它进去。

4)当系统由几个电源分别供电时，开关要按下列顺序：开启时，先开启COMS路得电 源，再开启输入信号和负载的电源;关闭时，先关闭输入信号和负载的电源，再关闭COMS电路的电源。