TTL、RS232、RS485电平协议与电压区别详解

TTL、RS232、RS485电平协议与电压区别详解

本文对比三种常见通信标准的电平协议、电压特性及应用场景，适合电子工程师和通信领域初学者。

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1. TTL电平协议

定义
晶体管-晶体管逻辑（Transistor-Transistor Logic），直接使用芯片电压（通常+5V或+3.3V）。

电压规范

逻辑状态	电压范围
逻辑1	+2.4V ~ +5V
逻辑0	0V ~ +0.8V

特点

• ⚡ 单端信号：单线传输+公共地线
• 📏 传输距离：≤1米（抗干扰差）
• 🧩 典型应用：单片机开发板、芯片间通信（如UART）

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2. RS232电平协议

定义
EIA制定的负逻辑差分标准，解决TTL传输距离短的问题。

电压规范

逻辑状态	电压范围
逻辑1	-15V ~ -3V
逻辑0	+3V ~ +15V

特点

• ⚡ 差分信号：Tx/Rx独立双线+地线（DB9接口）
• 📏 传输距离：≤15米（115.2kbps时）
• ⚡ 高电压特性：±12V抗干扰强
• 🧩 典型应用：老式计算机串口、工业设备配置口

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3. RS485电平协议

定义
平衡差分传输标准，支持长距离多设备通信。

电压规范

信号线	电压定义
A线	逻辑1: +2V ~ +6V 逻辑0: -6V ~ -2V
B线	与A线反相
逻辑判定	A-B > +0.2V → 1 A-B < -0.2V → 0

特点

• ✨ 双线差分：A/B线电压差判定逻辑
• 📏 传输距离：≤1200米（100kbps时）
• 🔌 多设备支持：单总线可挂载32~128节点
• 🛡️ 强抗干扰：双绞线抵消共模噪声
• 🧩 典型应用：工业自动化（Modbus）、楼宇控制

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✅ 关键对比表

特性	TTL	RS232	RS485
电平范围	0~5V	±15V	±6V (A-B差分)
逻辑判定	单线绝对电压	单线负逻辑	双线电压差
传输距离	≤1m	≤15m	≤1200m
抗干扰	弱	中	强
拓扑结构	点对点	点对点	多点总线
成本	最低	中	较高

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⚡ 电压波形对比图

TTL逻辑1(5V)  : ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁
TTL逻辑0(0V)  : __________________

RS232逻辑1(-12V): ▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔
RS232逻辑0(+12V): ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁

RS485逻辑1(A>B): ▔▔▔▔▔▔▁▁▁▁▁▁▔▔▔▔  (A线)
                ▁▁▁▁▁▁▔▔▔▔▔▔▁▁▁▁  (B线反相)