硬件工程师系列(十四)RS232自学设计分享
一、简要概述
我基础阶段学的东西没往里面写,我写的都是相对进阶的干货,没基础的我建议大家先去学学基础再来看这篇文章。
二、设计心得
2.1 232的实际电平是多少?
-5.5——+5.5
与我们学的理论-3——-15有差别
2.2 三线串口设计
2.2.1 TVS管设计
我们通常会加在这个位置
一般选用双向的,因为逻辑电平有正有负,额定电压略高于逻辑电平电压
2.2.2 上拉电阻
因为当逻辑为负的时候发送的逻辑才是一个正逻辑,就是有效信号,所以我们要给它们一个默认状态,以维持无数据收发的时候一个稳定的状态。所以在TX端加一个上拉电阻,上拉电阻的阻值1-10K都可以。
2.3 DB9座子
我们一般用于电脑主板上的是公头,二脚为RX,3脚为TX,母头则相反。
2.4 232 四个电容设计
2.4.1 为什么不同手册,手册推荐接法不一样?
有的接地有的接电源,其实都一样,那两个电容主要做电压滤波,无论接到哪儿里,区别都不大
2.4.2 4个电容有什么区别?
C1,C2主要利用电容电压不能突变的特性做了一个升压电路
C3,C4主要起到控制电压纹波的作用,就是滤波
2.4.3 容值大小怎么考虑?
C1,C2:默认根据器件手册推荐,若需要调整232电平,则需要调整C1C1值。
C1C2:Q=CU;电容越大,电荷量大,驱动能力就更强
电源的纹波可以通过调整C3C4优化。
C3,C4滤波退耦,0.1-1uf都OK,0.1UF推荐
减少信号反射和过冲的设计
串接100欧姆电阻,减少信号反射和过冲
1、并联47pf电容,增加传输的时延,使信号沿更
缓,减少过冲毛刺
2、电阻:33-100Ω;电容:22-100pf
我们也可以把电阻换成磁珠,因为磁珠主要针对高频噪声,也能有效的减少毛刺
2.5 RJ45座子接法
2.6 九针全串口设计
2.6.1 设计框图
2.6.2 信号定义
DCD: 载波检测。主要用于 Modem 通知计算机其处于在线状态。
RXD: 此引脚用于接收外部设备送来的数据。
TXD: 此引脚将计算机的数据发送给外部设备。
DTR: 数据终端就绪;当此引脚高电平时,通知 Modem 可以进行数据传输,计算机已经准备好。
GND: 信号地;
DSR: 数据设备就绪;此引脚高电平时,通知计算机 Modem 已经准备好,可以进行数据通讯了。
RTS: 请求发送;此 脚由计算机 来控制,用以通知 Modem 马上传送数据至计算机;否则, Modem 将收到的数据暂时放入缓
冲区中。
CTS 允许 发送 ;此脚由 Modem 控制,用以通知计算机将数据送至 Modem
RI:Modem 通知计算机有呼叫进来,是否接听呼叫由计算机决定
2.6.3 设计细节
我们要知道大概是五入三出的模式
2.6.4 FORCEON,FORCEOFF介绍
是用来控制芯片要不要使用低功耗模式的两个信号,以下是控制逻辑
2.6.5 INVALID介绍
是用来通知CPU开始工作的一个信号
举个例子,比如我们的鼠标键盘,当空闲时处于低功耗模式,当我们点几下,我们的串口会通过这个信号发给CPU需要工作了
2.6.7 高等级的防护设计
串阻可以改为自恢复保险丝: JK-SMD0805-020-30V
电容可以改为TVS:
1) SMF12CA:12/19.9V
2) SMF15CA: 15V/24.4V
3) SMF7.0A: 7V/12V
TVS管选型是看反向耐压还是毁坏电压,还是钳位电压
当芯片内部有防护时我们根据钳位电压选大点也行,当芯片内部没有二级防护时,我们要使钳位电压小于最大输出电压