可自动关闭RS_232收发器MAX3221的应用

可自动关闭RS_232收发器MAX3221的应用 V o l. 20 N o. 4 第 20卷第 4期常 州 工 学 院 学 报 2007年 8 月J ou rna l of C hangzhou Ins titu te of Techno logy A ug. 2007 可自动关闭 RS - 232收发器 M A X 3221的应用 张立臣李宝山 () 常州工学院电子信息与电气工程学院 , 江苏 常州 213002 摘要 : 文章介绍了 M ax im 公司最新研制的具有自动关闭特征 、微电流供电的 R S - 232 收发器 , 较全面地阐述了该器件的特性 、参数 、内部电路的特点及其应用 , 给出了 R S - 232 收发器的 应用电路 。 关键词 :自动关闭 ; 节能 ; 收发器 ( ) 文献标识码 : A中图分类号 : TP331文章编号 : 1671 - 0436 2007 04 - 0027 - 04 M A X 3221是 M ax im 公司最新研制的具有自 1 特点 μ动关闭特征并实现 1 A 维持工作电流的 RS - )μ232收发器。当 M A X 3221 输入端没有接收有效 1 具有自动关闭实现 1 A 维持电流 ; 信号电平时 , 片上电源和驱动器自动关闭。以达 )μ2 外接 0. 1 F 小电容 ;到节能的目的 。只有当有效电平送至任意一个 ) 3 V从 + 3 , + 5. 5 V 确保 RS - 232操作; cc RS - 232接收器输入端 , 系统才会再次开启 。 )4 电压低至 2. 7 V 仍满足 E IA / T IA - 562 标 M A X 3221 收发器是 3 V 供电 , 支持 E IA / T IA 准 ;- 232和 V. 28 /V. 24 通信 , 适于连接笔记本 ) 5 确保 120 kbp s数据传输率;电脑设备 。该芯片由一个高效、双电荷泵的电源 供电 , 实现单路 + 3 , + 5. 5 V 电源的 RS - 232 性 ) μ6 6 V /s最小可靠转换率 ; )7 最小的单路供电 RS - 232 收发器 。 能。可靠的 120 kbp s 数据率可以满足与个人电 脑通信的大众软件的要求。 2 极限参数M A X 3221 在 3. 3 V 工作 时只 需外接 0. 1 μF 电容 , 而且输入电压范围在 + 3 , + 5. 5 V 之 V: - 0. 3 , + 6 V cc 间均可工作 。可应用于 R S - 232 串行接口的单 输入电压 T1 IN 、FO RC EO FF, FO RC EON : - 0. 3 , + 6 V R 1 IN : ?25 V 路 3. 3 V 系统 、3. 3 V 和5. 0 V 混合系统 、单路输出电压 T1OU T: ?13. 2 V 5. 0 V 系统 。 () R 1O U T: - 0. 3 V , V+ 0. 3 V c c M A X 3221 的接收器可在器件掉电时显示外T1O U T 短路持续时间 : 连续 工作() 部设 备 例 如 调 制 解 调 器 , 不 需 要 前 向 偏 置 温度范围 : UA R T 中的保护二极管 , 因为电源 V可能已被完 c cM A X 32 _ _C _ _: 0 ?C , + 70 ?C 全撤除。 收稿日期 : 2007 06 28 M A X 32 _ _E _ _: - 40 ?C , + 85 ?C 储存温度范围 : - 65 ?C , + 150 ?C () 引线温度 焊接 10 s: + 300 ?C 3 引脚功能及封装 M A X 3221 是 单 驱 动 器 /单 接 收 器 16 管 脚 () SSO P 封装 如图 1 , 为方便使用 , 下面将各引脚 功能列出 , 如表 1。 图 1 引脚及封装形式 M A X 3221的引脚功能介绍 表 1 管脚名称功能 1 接收器使能控制低电平有效 , 高电平收器输出为高阻态EN 倍压充电泵的正极 充2 C 1 + 电泵产生的 + 5. 5 V 倍V + 3 压充电泵的负极 反向4 C 1 - 电荷泵的正极 反向电5 C 2 + 荷泵的负极 充电产生6 C 2 - 的 - 5. 5 V 7 V - RS - 232 接收器输入8 R 1 IN TTL / CM O S 接收器输出 有效信号检测器的输出 , 如果有效 RS - 232 电平发现在接收器的输入端时显示逻辑 1 9 R 1OU T TTL / CM O S 驱动器输入 10 INVAL ID 11 T1 IN 12 FO RC EON ( ) 高电平驱动忽略自动电路保持驱动器开 FO RC EO FF此时必须为高电平 RS - 232 驱动器输出 13 T1OU T 接地 14 GND + 3. 0 , + 5. 5 V 电源电压 低电平驱动关掉驱动15 V cc 器和片上电源 , 不考虑所有自动电路和 FO RC EON 16 FO RC EO FF E IA / T IA - 232电平的反向电平译码器 。由于和 4 内部单元电路特点()机对机通信软件 如 L ap link 的兼容性 , 它们能在 Ω最差配置 —3 k电阻并联 1 000 p F 电容的负载 4. 1 双电荷泵电压变换器 保证 120 kbp s的数据传输率 。 M A X 3221 的内部电源由一个可调双电荷泵 构成 , 不管输入电压 V是否超过 + 3. 0, + 5. 5 V c c典型情况下 , M A X 3221 能在 235 kbp s 数据 (范围 , 它都能提供输出电压 + 5. 5 V 双倍电荷 FO RC EO FF管脚接地或者自动关闭率下工作。当 )() 泵 和 - 5. 5 V 反向电荷泵 。电荷泵工作在不 电路在所有的接收器输入端检测到无效电平 , 驱 连续方式 :如果输出电压低于 5. 5 V , 电荷泵可以 动器就不能正常工作 , 强制输出高阻态。 工作; 如果输出电压超过 5. 5 V , 电荷泵不工作 。 ( ) 每一个电荷泵需要快充电容 C 1, C 2 和储能电容 4. 3 RS - 232 接收器 ( )M A X 3221的接收器把 RS - 232 信号转换成C 3, C 4 来产生 V +和 V - 电压。 4. 2 RS - 232驱动器 CM O S 逻辑电平输出。所有的接收器都有一个反 向三态输出 。FO RC EO FF为低电平关闭或自动关 () 驱动器是把 CM O S 逻辑电平转换成5. 0 V 闭时 , M A X 3221 的接收器有效 表 2 。 EN高电 张立臣 ,李宝山 :可自动关闭 R S - 232收发器 MAX3221的应用29 第 4 期 平会使接收器处于高阻态。 表 2 M A X 3221 FO RC EO FF和使能控制真值表 T1OU T R 1OU T FO RC EO FF EN 0 0 高阻有效 高阻 高阻 0 1 有效 有效 1 0 有效 高阻 1 1 4. 4 自动关闭的外围器件驱动器被关闭 。当有效电平加至任一 RS - 232 接收器输入端系统再次打开。结果 , 系 μ1 A 维持电流通过 M A X MI 最新的自动关 统没有改变现有的基本输入 /输出系统或操作系 闭特性实现 , 这一特性工作在 FO RC EON 是低电 统就 节 电 了。当 使 用 自 动 关 闭 时 , 设 备 开 则 平 FO RC EO FF是高电平时。当 M A X 3221检测到 μ 所有接收器输入端持续 30 s都没有有效信号电 IN VA L ID输出高电平 , 设备关则输出低电平。因 平 , 片上电 源和驱 动器 关闭 , 减小供 电电流 至 为 INV A L ID显示接收器输入端情况 , 它可用在任 μ 何模式。1 A 。这发生在 RS - 232 电缆没连接好或连接 表 3 自动关闭逻辑 接收器输入信号驱动器状态FO C EON 输入 FO RC EO FF输入INVAL ID输出 Yes H H ×正常工作 正常工作 关H N o H L () 自动关闭 关闭 N o H L L () 闭 强迫关 关闭 Yes L H ×()强迫关 × N o L L 表 3 概括了 M A X 3221 的工作模式 , FO RC E2 活 。当外电路强制驱动器开 100 m s, 给其他系统 足够时间去认识到 M A X 3221 已被激活。如果其 ON 和 FO RC EO FF不考虑自动电路并且强迫驱动 器到它的正常工作状态或低耗待机状态。当两个 他系统在这段时间输出有效的 RS - 232 信号 , 两 控制都不作用 , 芯片在这些状态间以接收器输入 个系统的 RS - 232端口仍可工作。 电平为基准自动选择 。图 2 描述了有效和无效 当接收器关闭时 , 设备电荷泵被关闭 , V +降到 () RS - 232接收器电平。 其他带自动关闭的系统V, V - 降到地 ,并且驱动器输出不能工作 高阻 。 cc μ() 从关闭推出需要时间典型值为 可能需要时间去激 100s 图 3。 3 关闭电平图 图 2 有效电平状态 电压要求的电容值。不要使用比表 4所列值更小 5 电容选择() 的电容。增大电容值 例如乘以系数 2 会减小驱 用作 C 1,C 4的电容形式对于正常工作不是 动器输出的波动并可略微减少电源消耗。不改变 太重要 , 电解或非电解电容均可使用。 C 1值也可以增大 C 2, C 3, C 4 值 。无论如何 , 不要 ( ) 在不增大 C 2, C 3, C 4 值时增大 C 1 值 , 以保持一 电容器的选择和其等效串联电阻 R影响不ES ( ) 稳压电压反转器的输出电阻 R0,同时也影响输出纹 定比例 C 1 和其他电容 。大多数情况下 , 0. 1 μ波电压。例如 ,不稳压电压反转器的输出电阻 R0为 : F 待机电容是足够的。在对电源噪声敏感的应 ( ) + 用中 , 用一个和电荷泵电容 C 1 值相同的电容连 R0? [ 1 / f×C] + 2R-4R o sc FL Y SW ESC FL Y ( )1 接 V与地。连接待机电容靠芯片尽可能近 。 RccSW COU T ( )表 4 不同工作电压要求电容值式 1 中 f为振荡器工作频率 , C为泵电 oscFL Y ( ) ( 容 C 1、C 2 , R为开关的导通电阻 5 V 电压时 /V V μμ SW C 1 /FC 2, C 3, C 4 /Fcc Ω) 的典型值为 0. 8, R为泵电容 C的等效 . 1 . 1 003. 0 ,3. 6ESC FL YFL Y 4. 5 ,5. 5 0. 047 0. 33 ( ) 串联电阻 , R为输出电容 CC 3、C 4 的等ESCO U TO U T 3. 0 ,5. 5 0. 1 0. 47 效串联电阻 。 ( )由式 1 可知 , 在 1,10 M H z 工作频率范围 , 6 应用电路Ω( ) 其 R典型值为 0. 02 , 则式 1 中 R项仅占ES ES Ω 0. 02 ×5 = 0. 1 。M A X 3221特别适用于电池供电便携式设备 , C的 R对输出纹波电压的影响为O U TES如 : 类笔记本电脑 ; 手持数据采集器 、非电量巡回 ( ) V= I/ 2 fC+ 2 IRR IPPL E OU T osc OU T OU T ESCOU T 检测设备; 外围设备 ; 打印机。 ( )2 M A X 3221的可关断电源特性可使便携仪器 ( )( )式 2中 I为输出电流。由式 2可知 , 输出 延长电池的使用时间 , 以便更长时间进行数据采 OU T 电容容量越大 , R越小 ,则输出纹波电压越小。 集 , 这里将该芯片应用在建筑接地等电位测量仪 ES 电荷泵为了在 3. 3 V 能工作需要外接 0. 1器中 , 具体应用电路如图 4 所示 。XD 为 RS - 232 接口插座。 μ F 电容 。电源为其他值时 , 参考表4, 不同工作 () 图 4 实际应用接口电路下转第 34 页 34 2007年常州工学院学报 D e s ign of No ise Ba rr ier s for Reduc in g Rode No ise GU O Zheng 2chun ( )S choo l of C iv il Eng inee ring, C hangzhou Ins titu te of Techno logy, C hangzhou 213002 A b stra c t: B ased on the p resen t s tudy and deve lop ing s itua tion and the w ouk ing p rinc ip le of no ise ba rri2 e rs, th is a rtic le p resen ts the des ign, app lica tion, s truc tu re and bu ild ing m a te ria l of no ise ba rrie rs. Key word s: no ise ba rrie rs; reduc ing no ise 责任编辑 :张秀兰 [ 2 ]魏宝林. 英汉计算机通信网络词汇 [ M ]. 北京 : 科学出版社 ,() 上接第 30 页 2001. [参考文献 ] [ 1 ]张鎏. 英汉技术科学词典 [M ]. 北京 : 化学工业出版社 , 2001. The A pp l ica t ion of RS - 232 A u to shu tdown Tran sce iver M A X3221 ZHAN G L i2chen L I B a o 2sha n ( )S choo l of E lec tron ic Info rm a tion & E lec tric Eng inee ring, C hangzhou Ins titu te of Techno logy, C hangzhou 213002 A b stra c t: B y the in traduc tion of the la tes t k ind of RS - 232 A u toshu tdow n transce ive r deve lop ed by M ax im , w h ich is cha rac te rized by m ic ro 2cu rren t supp ly, th is a rtic le p resen ts the w ho le desc rip tions abou t the dev ice ’cha rac te ris tics, abso lu te rnax im um ra tings and inne r c ircu its ’fea tu res and app lica tions. The op e ra ting c ircu its a re p resen ted, too. Key word s: au toshu tdow n ; ene rgy conse rva tion; transce ive r 责任编辑 :陶岩平