3 - V to 5.5 - V 多通道 RS - 232 兼容線路驅(qū)動(dòng)器和接收器：SN65C3232 和 SN75C3232 深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，RS - 232 接口作為一種經(jīng)典的串行通信標(biāo)準(zhǔn)，至今仍在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。今天，我們就來(lái)詳細(xì)探討德州儀器（TI）推出的 SN65C3232 和 SN75C3232 這兩款 3 - V 至 5.5 - V 多通道 RS - 232 兼容線路驅(qū)動(dòng)器和接收器，看看它們有哪些獨(dú)特之處。

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1. 特性亮點(diǎn)

1.1 寬電壓范圍與高速通信

這兩款器件能夠在 3 - V 至 5.5 - V 的 $V_{CC}$ 電源下工作，并且最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá) 1 Mbit/s。在實(shí)際應(yīng)用中，這種寬電壓范圍和高速傳輸能力使得它們可以適應(yīng)不同的電源環(huán)境和通信需求，為設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的靈活性。

1.2 低功耗與小電容設(shè)計(jì)

典型的低電源電流僅為 300 μA，這對(duì)于一些對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用，如電池供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，只需要 4 × 0.1 μF 的外部電容器，大大減少了電路板的空間占用和成本。

1.3 高兼容性與強(qiáng) ESD 保護(hù)

即使在 3.3 - V 電源下，也能接受 5 - V 的邏輯輸入，增強(qiáng)了與不同邏輯電平設(shè)備的兼容性。而且，RS - 232 總線引腳的 ESD 保護(hù)超過(guò) ±15 kV（采用人體模型 HBM），這意味著在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中，設(shè)備能夠更好地抵御靜電干擾，提高了系統(tǒng)的可靠性。

2. 應(yīng)用場(chǎng)景

SN65C3232 和 SN75C3232 的應(yīng)用范圍非常廣泛，涵蓋了工業(yè) PC、有線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和企業(yè)計(jì)算、電池供電系統(tǒng)、筆記本電腦、掌上電腦、手持設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。無(wú)論是在工業(yè)自動(dòng)化中的數(shù)據(jù)傳輸，還是在移動(dòng)設(shè)備中的通信接口，它們都能發(fā)揮重要作用。

3. 詳細(xì)描述

3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

這兩款器件由兩個(gè)線路驅(qū)動(dòng)器、兩個(gè)線路接收器和一個(gè)雙電荷泵電路組成，并且具有 ±15 - kV 的 ESD 保護(hù)（引腳到引腳，包括串口連接引腳和 GND）。電荷泵和四個(gè)小外部電容器使得設(shè)備可以在單一的 3 - V 至 5.5 - V 電源下工作，為異步通信控制器和串口連接器之間提供了電氣接口。

3.2 性能指標(biāo)

在數(shù)據(jù)信號(hào)速率方面，典型情況下可達(dá) 1 Mbit/s，驅(qū)動(dòng)器輸出擺率為 24 V/μs 至 150 V/μs。這些性能指標(biāo)保證了設(shè)備在高速數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

4. 引腳配置與功能

4.1 引腳定義

4.2 功能說(shuō)明

通過(guò)這些引腳，設(shè)備實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的輸入輸出和電源管理等功能。例如，DOUT 引腳用于將內(nèi)部邏輯電平轉(zhuǎn)換為 RS - 232 電平輸出到遠(yuǎn)程系統(tǒng)，而 RIN 引腳則將遠(yuǎn)程系統(tǒng)的 RS - 232 電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為內(nèi)部邏輯電平輸入。

5. 規(guī)格參數(shù)

5.1 絕對(duì)最大額定值

了解器件的絕對(duì)最大額定值對(duì)于正確使用和保護(hù)設(shè)備至關(guān)重要。例如，$V{CC}$ 的最大電壓為 6 V，$V{+}$ 的最大電壓為 7 V，$V_{-}$ 的最小電壓為 - 7 V 等。超出這些范圍可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備永久性損壞。

5.2 ESD 額定值

不同引腳的 ESD 額定值不同，除 RIN 和 DOUT 引腳外，其他引腳的人體模型（HBM）ESD 額定值為 ±3000 V，而 RIN 和 DOUT 引腳則高達(dá) ±15,000 V。這表明在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中，需要對(duì)這些引腳采取額外的 ESD 保護(hù)措施。

5.3 推薦工作條件

推薦的工作條件包括電源電壓范圍、輸入電壓范圍和工作溫度范圍等。例如，$V{CC}$ 推薦在 3.3 V 或 5 V 下工作，不同的 $V{CC}$ 對(duì)應(yīng)不同的輸入電壓要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量使設(shè)備工作在推薦條件下，以保證其性能和可靠性。

6. 應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

6.1 典型應(yīng)用電路

在典型應(yīng)用中，ROUT 和 DIN 連接到 UART 或通用邏輯線路，RIN 和 DOUT 線路連接到 RS232 連接器或電纜。同時(shí)，需要根據(jù) $V_{CC}$ 的不同選擇合適的電容器值，以確保設(shè)備的正常工作。

6.2 設(shè)計(jì)要求與步驟

推薦的 $V{CC}$ 為 3.3 V 或 5 V，最大推薦比特率為 250 kbit/s。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，所有 DIN 輸入必須連接到有效的低或高邏輯電平，并根據(jù) $V{CC}$ 電平選擇電容器值。

7. 布局建議

7.1 布局準(zhǔn)則

在 PCB 布局時(shí)，應(yīng)盡量縮短外部電容器的走線長(zhǎng)度，特別是 C1 和 C2 節(jié)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兊纳仙拖陆禃r(shí)間最快。合理的布局可以減少信號(hào)干擾和噪聲，提高設(shè)備的性能。

7.2 布局示例

提供的布局示例為我們展示了一種可行的 PCB 布局方案，通過(guò)參考這些示例，可以更好地完成實(shí)際設(shè)計(jì)。

8. 設(shè)備與文檔支持

TI 提供了豐富的開發(fā)工具和文檔支持，包括相關(guān)的技術(shù)文檔、更新通知、支持論壇等。通過(guò)這些資源，我們可以更好地了解和使用 SN65C3232 和 SN75C3232 這兩款器件。

綜上所述，SN65C3232 和 SN75C3232 是兩款性能出色、應(yīng)用廣泛的 RS - 232 兼容線路驅(qū)動(dòng)器和接收器。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要充分了解它們的特性、規(guī)格和應(yīng)用要求，合理進(jìn)行引腳配置、參數(shù)選擇和 PCB 布局，以發(fā)揮它們的最佳性能。你在使用類似器件時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。