TTL、CMOS、RS232、RS485的区别和联系

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1 简介

计算机可以依照制定的一些电平标准，使用自身的物理接口与外部设备进行数据通信。目前常用的电平类型主要有TTL、CMOS、RS232、RS485、RS422、LVTTL等，以下根据网上搜集的一些资料总结TTL、CMOS、RS232、RS485的区别和联系。

2 基本概念

TTL（Transistor-Transistor Logic Level，晶体管-晶体管逻辑电平）：电流控制器件，计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准之一。
CMOS（Complementary Symmetry Metal Oxide Semiconductor，互补对称金属氧化物半导体）：电压控制器件，常用于大规模集成电路制造。
RS-232（Recommended Standard 232）：个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的异步传输标准接口。
RS-485（Recommended Standard 485）：一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。

3 区别与联系

3.1 TTL与CMOS

电平类型	输入电平高低（Input）	输出电平高低（Output）	噪声容限
TTL	高：>2.0V，低：<1.2V	高：>2.4V，低：<0.8V	0.4V（电源5V）
CMOS	高：>0.7Vcc，低：<0.3Vcc	高：>0.9Vcc，低：<0.1Vcc	1.8V（电源12V）

TTL电路是电流控制器件，TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。CMOS电路是电压控制器件，频率越高，芯片集热度越高，并且由于两者电平上下限定义不同，CMOS比TTL有更高的噪声容限。
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，而12V的电平会损坏TTL电路，因此不能互相兼容匹配。
电流驱动能力不一样，TTL一般提供25mA的驱动能力，而CMOS一般在10mA左右。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。
需要的电流输入大小也不一样，一般TTL需要2.5mA左右，CMOS几乎不需要电流输入。

3.2 RS-232与RS-485

电平类型	电平逻辑	通信方式	最高传输速率	最大传输距离
RS-232	逻辑1（低）：-3 ~ -15V，逻辑0（高）：+3~+15V	单工通信	20kbps	约15m
RS-485	逻辑1（高）：+2 ~ +6V ，逻辑0（低）：-2 ~ -6V	半双工通信	10Mbps	约1200m

RS-232采用负逻辑高低电平定义，而RS-485采用正逻辑高低电平定义。
RS-232通信方式为单工通信，而RS-485通信方式为半双工通信。
RS-232的传输速率较低，最高仅有20kbps，相比之下，RS-485传输速率较高。
RS-232的传输距离有限，RS-485传输距离更远。
RS-232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。RS-485的接口信号电平比RS-232要低，不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。
RS-232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。RS-485接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。

4 参考资料

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