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RS-232收发器接口芯片SP3223E/3243E的原理及使用

1概述SP3223E/3243E是SIPEX公司生产的RS-232收发器,它支持EIA/TIA-232和ITU-TV.28/V

1 概述

SP3223E/3243E是SIPEX公司出产的RS-232收发器,它支撑EIA/TIA-232和ITU-T V.28/V.24通讯协议,适用于便携式设备运用(如笔记本电脑及PDA)。SP3223E/3243E内有一个高效电荷泵,可在单+3.0V~+5.5V电源下发生5.5V的RS-232电平,该技能已申请了美国专利(专利号为U.S.--5?306?954)。满负载时,SP3223E/3243E器材可作业于235kbps的数据传输率。3.3V时仅需0.1μF的电容。SP3223E是一个双驱动器/双接收器芯片,SP3243E则是一个三驱动器/五接收器芯片,是笔记本电脑或PDA的抱负器材。SP3243E 包括一个总是处于激活状况的弥补接收器,可在关断状况下监控外设(如调制解调器)。因为具有主动上线特性,因而,当其与一个相关外设之间接上RS-232电缆并处于作业状况下时,设备会主动醒来。不然,假如电流缺乏1mA,设备会主动关断。

SP3243E包括一个弥补接收器,当电源断开时,该接收器可维护UART或串行操控器芯片。SP3223E和SP3243E是灵敏电源规划的抱负挑选。SP3223E和SP3243E的主动上线电路减少了电源电流降到1mA以下的可能性。在大多数便携式运用场合,RS-232电缆可被断开或是将外设封闭。在上述情况下,其内部的电荷泵和驱动器也会被封闭。不然体系会主动上线作业。这样,规划人员就可在不改动首要规划的情况下节省电源损耗。

SP3223E/3243E的首要特点如下:

●在+3.5V~+5.5V单电源下契合EIA/TIA-232-F规范。

●可非常方便地在EIA/TIA-232规范下运用,并且在EIA/TIA-562规范下运用时,其电源可降至+2.7V。

●在睡觉状况下,当关断电流到达1μA时,主动上线电路会被唤醒。

●有负载时的最小数据传输率为120kB/s。

●虽然电源规模动摇,因为电荷泵可调,RS-232输出仍较安稳。

●带有以下ESD防护功用:

+15kV人体方法;

+15kV IEC1000-4-2 空间放电;

+8kV IEC1000-4-2 触摸放电。

2 SP3223E/3243E的引脚阐明

SP3223E/3243E有DIP、SSOP、SOIC、TSSOP等几种不同的封装方法,图1为DIP封装的管脚摆放。

3 结构原理

SP3223E和SP3243E系列器材内部由驱动器、收发器、SIPEX专有电荷泵、主动上线电路四个根本电路块组成。

3.1 驱动器

驱动器实际上是一个回转电平发送器,可用于把TTL或CMOS逻辑电平转换成5.0V EIA/TIA-232电平,以使其与输入的逻辑电平正好相反。该驱动器遵照EIA-TIA-232F 和一切曾经版别的RS-232协议。

驱动器可作业在数据传输率为235kbps的情况下。在3kΩ负载与1000pF电容并联的满负荷情况下,其数据传输率为120kbps,并可保证PC―PC之间通讯软件的协调性。驱动器的输出改变率被内部限制为最大不超越30V/ms,以契合EIA规范(EIA RS-232D 2.1.7?第5段)。实际上,负载输出从高电平变为低电平也契合此规范。

3.2 接收器

接收器可将5.0V的EIA/TIA-232电平转换为TTL或CMOS逻辑输出电平。一切接收器的回转输出都可经过EN引脚被制止。当主动上线电路有用或体系为封闭状况时,接收器处于激活状况。当体系封闭时,接收器一直处于激活状况。假如接收器在超越100μs的时刻里没有参加任何活动或是SHUTDOWN为低电平,芯片会进入待命状况,此刻电流会降到1μA以下。驱动EN上的逻辑高电平可使接收器输出端进入高阻状况。

因为经过了电缆线和体系接口的衰减,接收器输入的信号有一个典型值为300mV的滞后区域。这一特性可保证接收器免于噪声搅扰。规划时,一个输入端应悬空,内置的限流电阻应接地,接收器的输出端应为高电平。

3.3 电荷泵

电荷泵是SIPEX公司的专利技能(专利号U.S.5,306,954) ,与曩昔不成熟的规划比较,它采用了绝无仅有的新技能,该电荷泵需求四只外接电容,它运用四相电压改换技能来获取对称5.5V电源。内部电源由可调电荷泵组成,可提供5.5V输出电压。

电荷泵运用的一只内部振荡器一般作业在离散方法下。输出电压缺乏5.5V时将发动电荷泵。假如输出电压超越5.5V, 电荷泵将停止作业。其内部的振荡器首要用于操控四相电压的改变。

3.4 主动上线电路

SP3223E/3243E器材可在封闭期间经过板上主动上线电路节省能量,可运用在笔记本电脑、掌上电脑?PDA?和其他便携式体系中。经过SP3223E/3243E器材内置的主动上线电路,器材可在外部发送器翻开和接上电缆后主动处于作业状况。另一方面,当器材未被运用并进入待机状况,且电流降至1μA以下时,主动上线电路会使大多数内部电路处于无效状况。这项功用也可经过ONLINE引脚为逻辑低电平时激活主动上线功用来操控。一旦该功用被激活,器材将处于有用状况直至接收器输入端无任何活动。接收器输入端至少有3V的电压可由电缆另一端的至少为5V的发送器发生。当外部发送器为无效或电缆断开后,接收器输入将被内部5kΩ电阻下拉接地。而当超越必定时期后,内部发送器将无效,器材进入封闭或待机状况。当ONLINE为高电平时,主动上线方法无效。

4 典型运用电路

图2所示是由微处理器监控电路操控的接口电路。该电路首要经过SP3243E来完成,它既能够将接收到的RS-232电平转换为TTL/CMOS电平,也能够将预备发送的TTL/CMOS电平转换为RS-232电平。需求阐明的是:当SP3223E和SP3243E器材被封闭后,器材中的电荷泵也会被封闭。此刻,电荷泵的输出V+会被衰减为VCC?而输出V-则衰减为GND。衰减时刻可根据电荷泵运用的电容器的巨细来决议。电路封闭时,退出封闭状况并具有有用的V+和V-所需的时刻大约为20μs。

在简略的程序中,STATUS可用于表明DTR或用作环路指示器的指示信号。将ONLINE和SHUT-DOWN连在一起可避开主动在线电路。这实际上类似于一个封闭输入引脚。

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