SN65HVS883：24V八通道數(shù)字輸入串行器的深度解析

在工業(yè)自動化和過程控制領(lǐng)域，傳感器輸入模塊的設(shè)計至關(guān)重要。SN65HVS883作為一款24V、八通道數(shù)字輸入串行器，為高通道數(shù)數(shù)字輸入模塊的設(shè)計提供了強大的支持。那么，它究竟有哪些特性和應(yīng)用場景呢？下面就讓我們一起來深入了解一下。

文件下載：sn65hvs883.pdf

1. 特性亮點

1.1 多通道輸入與高電壓兼容性

SN65HVS883具備八個傳感器輸入，輸入電壓最高可達34V，這使得它能夠適應(yīng)多種工業(yè)環(huán)境下的傳感器信號輸入。同時，可選的去抖動濾波器從0ms至3ms可調(diào)，可調(diào)節(jié)電流限制從0.2mA至5.2mA，能有效過濾干擾信號，確保輸入數(shù)據(jù)的準確性。

1.2 級聯(lián)功能與狀態(tài)顯示

通過將前面器件的串行輸出連接到后面器件的串行輸入，多個SN65HVS883可以級聯(lián)在一起，實現(xiàn)高通道數(shù)輸入模塊的設(shè)計。輸入狀態(tài)通過3mA恒流LED輸出來顯示，方便工程師實時監(jiān)測輸入狀態(tài)。

1.3 集成穩(wěn)壓與保護功能

集成的穩(wěn)壓器提供5V輸出電壓，為低功耗隔離器供電。內(nèi)部電源電壓監(jiān)視器提供芯片正常（CHOK）指示，當電源電壓出現(xiàn)異常時能及時反饋。此外，現(xiàn)場輸入和電源線路具有15kV人體模型（HBM）保護，提高了器件的可靠性。

1.4 接口與封裝優(yōu)勢

支持與SPI兼容的接口，便于與標準微控制器連接。采用散熱增強型28引腳PWP PowerPAD?封裝，額定工作溫度范圍為 -40°C至85°C，能適應(yīng)較為惡劣的工業(yè)環(huán)境。

2. 應(yīng)用領(lǐng)域

SN65HVS883主要應(yīng)用于工業(yè)自動化和過程控制的傳感器輸入，適用于符合IEC61131 - 2標準1類、2類或3類的開關(guān)，以及符合EN60947 - 5 - 2標準的接近開關(guān)。在PC和可編程邏輯控制器（PLC）系統(tǒng)的高通道數(shù)數(shù)字輸入模塊、分立式I/O模塊等方面也有廣泛應(yīng)用。

3. 詳細規(guī)格

3.1 絕對最大額定值與ESD評級

該器件的絕對最大額定值規(guī)定了其在不同參數(shù)下的極限值，如V24引腳的輸入電壓范圍為 - 0.3V至36V。ESD評級顯示其具備較好的靜電防護能力，人體模型（HBM）下所有引腳的靜電放電電壓可達 + 4000V。

3.2 推薦工作條件

推薦的工作條件包括場電源電壓范圍為10V至34V，場輸入低、高狀態(tài)輸入電壓分別為0V至4V和10V至34V等。這些條件確保了器件在正常工作時的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3 熱信息

熱信息部分給出了器件的熱阻參數(shù)，如結(jié)到環(huán)境的熱阻為35°C/W，這對于評估器件在工作時的散熱情況非常重要。

3.4 電氣特性與時序要求

電氣特性詳細描述了器件的各種電氣參數(shù)，如輸入電阻、輸入電流限制、邏輯輸出電壓等。時序要求規(guī)定了時鐘脈沖頻率、脈沖寬度等參數(shù)，確保了數(shù)據(jù)的正確傳輸。

4. 功能描述

4.1 數(shù)字輸入

每個數(shù)字輸入作為受控電流吸收器，通過改變外接精密電阻RLIM的值，可以調(diào)節(jié)輸入電流限制。這為工程師根據(jù)實際需求調(diào)整輸入電流提供了靈活性。

4.2 去抖動濾波器

去抖動濾波器通過簡單的模擬/數(shù)字濾波技術(shù)，去除因接觸抖動或其他機械效應(yīng)引起的意外信號轉(zhuǎn)換。通過控制DB0和DB1引腳的邏輯信號，可以選擇不同的去抖動時間。

4.3 移位寄存器

八通道、并行輸入串行輸出的移位寄存器實現(xiàn)了從并行輸入到串行輸出數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。通過控制LD、CLK和CE引腳的電平，可以實現(xiàn)并行加載和串行移位功能。

4.4 電壓調(diào)節(jié)器

片上線性電壓調(diào)節(jié)器提供5V電源，輸出驅(qū)動能力為50mA，典型電流限制為115mA。為了保證穩(wěn)定性，需要對輸出電壓進行適當?shù)娜ヱ钐幚怼?/p>

4.5 電源電壓監(jiān)視器

集成的電源電壓監(jiān)視器實時監(jiān)測V24引腳的電源電壓，當電壓低于15V時，CHOK輸出在1ms后變低；當電壓恢復(fù)到24V時，CHOK輸出在6ms后變高。

5. 應(yīng)用與實現(xiàn)

5.1 系統(tǒng)級EMC

為了確保SN65HVS883在惡劣工業(yè)環(huán)境中可靠運行，需要采用外部保護電路，如典型的EMC保護電路，以吸收突發(fā)和浪涌瞬變的能量。

5.2 輸入通道切換特性

輸入階段的設(shè)計使得在輸入電阻RIN為1.2kΩ時，信號導(dǎo)通的觸發(fā)點為9.4V。對于Type 2開關(guān)應(yīng)用，可以將兩個輸入通道并聯(lián)使用。

5.3 數(shù)字接口時序

數(shù)字接口與SPI兼容，通過控制LD、CE和CLK引腳的電平，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行加載和串行移位。在實際應(yīng)用中，需要注意CE信號的轉(zhuǎn)換時機，以確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。

5.4 級聯(lián)設(shè)計

通過將多個SN65HVS883級聯(lián)，可以實現(xiàn)高通道數(shù)輸入模塊的設(shè)計。在級聯(lián)時，需要注意時鐘脈沖頻率的限制，以保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。

6. 設(shè)計建議

6.1 電源供應(yīng)

SN65HVS883的推薦電源電壓范圍為4.5V至5.5V，建議在VCC和地之間放置0.1μF或更大的電容，以提高電源噪聲免疫力。

6.2 布局設(shè)計

布局時應(yīng)在現(xiàn)場輸入和器件輸入引腳之間放置串聯(lián)MELF電阻，在現(xiàn)場輸入引腳附近放置小電容以減少噪聲，并在VCC引腳附近放置0.1μF的電容進行電源緩沖。

7. 總結(jié)

SN65HVS883憑借其豐富的特性和強大的功能，為工業(yè)自動化和過程控制領(lǐng)域的傳感器輸入模塊設(shè)計提供了一個優(yōu)秀的解決方案。在實際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體需求合理選擇參數(shù)和設(shè)計電路，以充分發(fā)揮該器件的性能。同時，在設(shè)計過程中要注意電源供應(yīng)、布局設(shè)計等方面的問題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用SN65HVS883的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。