各种电平知识总结噪声容限(Noise Margin)是指在前一极输出为最坏的情况下，为保证后一极正常工作， 所允许的最大噪声幅度CMOS芯片的噪声容限比TTL通常大，因为VOH是离电源电压较 近，并且最小值是离零较近噪声容限越大说明容许的噪声越大，电路的抗干扰性越好 高电平噪声容限=最小输出高电平电压-最小输入高电平电压=VOH-VIH 低电平噪声容限=最大输入低电平电压-最大输出低电平电压=VIL-VOL 噪声容限=min｛高电平噪声容限，低电平噪声容限｝这里主要总结了 TTL、CMOS、RS232、RS485和RS422电平的相关知识：TTL电平: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TTL电路是电流控制器件，TTL电路的速度快，传输延时短，但是功耗较大(1〜5mA/ 门)；TTL 一般可以提供25mA的驱动能力，而CMOS只能提供10mA左右的驱动能力；TTL 电平一般过冲都会比较严重，在电路中可以串22或33欧姆电阻(过冲：在某一时刻本应该 为低电平时，由于下降沿不够理想，该时刻仍然是高电平，主要原因是高电平太高，不能及 时下降至低电平，串接电阻可以降低电压)；TTL电平输入引脚悬空时认为是高电平，悬空 相当于接了一个无穷大的电阻；若要下拉应使用1K以下的电阻下拉，因为由TTL门电路的 输入端负载特性可知，只有在输入端接的串联电阻小于910欧时，它输入来的低电平信号才 能被门电路识别出来，串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电平；TTL输出不能驱动CMOS 输入，主要是因为TTL的VOH不一定大于CMOS的VIH； CMOS输出可以驱动TTL输入，主 要因为CMOS的VOH>2.0V且VOL<0.8V； TTL驱动CMOS时需要加上拉电阻。
TTL电平信号直接与集成电路连接，一般是芯片间的传输电平；TTL型的通信大多数情 况下是采用的并行数据传输方式，TTL电平通信速率高，通信距离短，芯片间通信；供电电 压一般 Vcc=5V，VOH>=2.4V； VOL<=0.5V； VIH>=2V； VIL<=0.8V；所以噪声容限为0.3V由于 2.4V与5V之间还有较大差值，对于改善噪声容限没有什么益处，且会增加系统功耗、影响 速度，进而催生了 LVTTL(Low Voltage TTL), LVTTL又分为Vcc=3.3V和Vcc=2.5V以及更低电压 的LVTTL，LVTTL电平并没有改善TTL电平的噪声容限，而是降低了系统的功耗；CMOS电平：CMOS电平，CMOS的电源工作电压是3V - 18V，CMOS的电源工作电压范围宽，如果CMOS的电源工作电压是12V，那么这个CMOS的输入输出电平电压要适合12V 的输入输出要求即CMOS的电平，要看你用的电源工作电压是多少，3v - 18V都在CMOS 的电源工作电压范围内，具体数值由加在CMOS芯片上的电源电压确定当电源电压是Vcc时，VOH>0.9VCC； VOL<0.1VCC； VIH>0.7VCC； VIL<0.3VCC;相对于 TTL 电平有了更大的噪声容 限。
CMOS电平的1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V，CMOS器件的输 入电流很小（>1mA时会烧坏元件），所以CMOS的功耗很低；CMOS电路的速度慢，电路功 耗与输入信号的脉冲频率有关，频率高时功耗也高；CMOS电路是电压控制器件，它的输入 总抗很大，对干扰信号的捕捉能力很强，不用的管脚不要悬空，要接上拉电阻或者下拉电阻， 给它一个恒定的电平；对于CMOS结构的电路，当输入高于VCC 一定值（一些芯片是0.7V） 时，若电流足够大（>1mA），可能会引起闩锁效应烧毁芯片CMOS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，电流一直在增大，除非切断电 源这种效应就是锁定效应当产生锁定效应时，CMOS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CMOS电路的 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CMOS 电路的电源。
5） 当输入端接大电容时，应该在输入端和电容间接保护电阻电阻值为R=V0/1mA.V0 是外界电容上的电压RS232电平：RS232是由电子工业协会制定的异步传输标准接口，标准规定的数据传输 速率为 50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400 波特，驱 动器允许有2500pF的电容负载，因此就限制了 RS232的通信距离；如果采用150pF/m的通 信电缆时，通信距离为最大15米，每米的电容量减小可以提高通信距离；具体的通信距离 还与通信速率有关，速率低时通信距离可以适当加长；RS232采用负逻辑，逻辑1的电平为-3~-15V，逻辑0的电平为+3~+15V；双向全双工通 信，最高传输速率20Kbps，传输距离<15m；采用RX和TX共地形式传输信号，共地传输容 易产生共模干扰；接收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V，收发端的压差仅为2~3V， 抑制共模能力较差；RS232接口信号电平较高，容易损坏芯片，在于TTL兼容时需要电平转 换（MAX3232可以实现TTL电平与232电平双向转换，部分芯片只能实现单向转换）在1叶主~ 1+ r~l-l. 'l |_l-F r-P、 ■； £J±111BC1+VCCV+G1C2+C2-T1INnUCMOGIMPUTS10T2INyMJlXVM僦例2T1OUT6-caI十Ci.l晴RS-232OUTPUTSTTUCMC6OUTPUTS13RS-232'INPUTS&±5C3CAN B [RETURN ED TO ElITiERVocOR GROUND.RS485电平：RS485采用差分传输的方式，所以其电平方式一般是两个引脚A、B间的 电压差（B-A），发送端压差：+2~+6V为逻辑1，-2~-6V为逻辑0，接收端压差：＞+200mV是 逻辑1，＜-200mV是逻辑0；双向半双工通信，最高传输速率10Mbps，传输距离＜1200m； RS485采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，抗干扰性好；RS422电平：电气性能与RS-485完全一样。
主要的区别在于422有4根信号线：两根 发送（Y、Z）、两根接收（A、B）由于422的收与发是分开的所以可实现全双工通信，同 时也支持单机发送、多机接收的单向传输；最高传输速率10Mbps；接收器采用高输入阻抗 且发送器的驱动能力更高，允许点对多双向通信，最多可以有10个接收点；规定KS232RS122R485工作方式m端羌分差分节点数m 1发1发10收1发32收最大传输电缆长度50英尺400英尺40英尺最大传输速率20Kb/S10Mb/310Mb/s魅大驱动输出电压-25V-7V—+12V驱动器输出信时电平 （员载最小值）负载+/-5V—+/-15V+/-2- 0V+/-1.5V驱动器输出信号电平 （空裁最大值）空载+/-25V+/-6V+/-6V驱动器负载阻抗（口）3K 〜7KW054摆率（最大值）30V/ p sN/A接收器输入电压范成+/-15V-1CV- + WV-7V- + 12V接收器输入门限+/-3VV-200mV+/-20(]mV搂收器输入电阻（3K-7K4K（最小）M12K驮动器共模电压-3V-+3V-1V-+3V接收器共模电压-7V—+ 7V-7V —+ 12VUSB电平：电源线是5V,可以为USB设备提供最大500mA的电流，数据线是差分信号，通常D+ 和 D-在+400mV~-400mV 间变化；而USB是一种多点、高速的连接方式，采用集线器能实现更多的连接。
USB接口的基本 部分是串行接口引擎SIE，SIE从USB收发器中接收数据位，转化为有效字节传送给SIE接口； 反之，SIE接口也可以接收字节转化为串行位送到总线由于PC机串口的最高速率仅为 115.2kbps，会形成一个速度瓶颈RS-232系统包括2个串行信号路径，其方向相反，分别 用于传输命令和数据，而命令和状态必须与数据交织在一起；而USB支持分离的命令和数 据通道并允许独立的状态报告USB是一种方便、灵活、简单、高速的总线结构，与传统 的RS-232接口相比，主要有以下特点：（1） USB采用单一形式的连接头和连接电缆，实现了单一的数据通用接口USB统一的4 针插头，取代了 PC机箱后种类繁多的串/并插头，实现了将计算机常规I/O设备、多媒体设 备（部分）、通信设备（、网络）以及家用电器统一为一种接口的愿望2） USB采用的是一种易于扩展的树状结构，通过使用USB Hub扩展，可连接多达127 个外设USB免除所有系统资源的要求，避免了安装硬件时发生端口冲突的问题，为其它设 备空出硬件资源3） USB外设能自动进行设置，支持即插即用与热插拔4) 灵活供电USB电缆具有传送电源的功能，支持节约能源模式，耗电低。
USB总线 可以提供电压+5v、最大电流500mA的电源，供低功耗的设备作电源使用，不需要额外的电 源5) USB可以支持四种传输模式：控制传输、同步传输、中断传输、批量传输，可以适 用于很多类型的外设6) 通信速度快USB支持三种总线速度，低速1.5Mbps、全速12Mbps和高速480Mbps⑺数据传送的可靠性USB采用差分传输方式，且具有检错和纠错功能，保证了数据的 正确传输8)低成本USB简化了外设的连接和配置的方法，有效地减少了系统的总体成本，是一 种廉价的简单实用的解决方案，具有较高的性能价格比关于电平转换的一些总结：我们所说的USB转串口，实际上是上两种，一种是USB转232串口，一种是 USB转TTL串常见的转接方式有两种：|单片机串口一232芯片一USB转232 芯片一USB 口和单片机串口—USB转TTL芯片-USB 口rs-232分tx/rx，全双 工的，可以同时收发；USB只有一对差分数据线D+/D-，是半双工的；要实现串口的功能，首 先需要有一个串口，不过现在的好多电脑都不带串口的功能，因此我们需要将输出的USB 信号转换为串口信号一般情况下，USB转串口的芯片为CH340，CH341等，这样就将USB转换成了 TX/RX串 口信号。
但是此时的串口还不能直接与单片机连接，由于此时电脑串口输出的电平为232 电平，而单片机串口采用的是TTL电平但他们的通信协议是相同的，仅有电平不统一，因 此只需要让他们之间的电平统一了就可以互相通信，所以就用到了 MAX232等芯片(该芯 片仅仅将电平进行了转换，使双方的串口电平统一没有别的作用)(注意：市面上用得USB转串口线中，PL2303是输出是USB直接转成TTL电平信号的 而CH341系列是将USB转换成。