《常用单元电路——串口.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常用单元电路——串口.（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 深研所新员工培训 串口 MPC860应用设计 串口 网口 WDT JTAG 热插拔 内容提要 RS-232 RS-422 RS-485 V.35 板间通信串口（TTL ） RS-232 RS-232 RS-422 RS-485 V.35 板间通信串口（TTL ） 接口特性（一 ） 与V.24/V.28接口的关系 V.24 / V.28接口特性标准制定者ITU-T RS-232接口特性标准制订者EIA 二者是一致的 接口特性（二 ） 功能特性 电气特性 规程特性 机械特性 功能特性 信号说明（一 ） 数据电路 “发送”和“接收”是从DTE的立场上出发的 对于103电路“TD”，是由DTE向DC
2、E发送数据， 在DCE一侧仍然称它为发送数据电路，实际上是 DCE从该电路接收数据信号。 同样对于104电路“RD”是由DCE发送数据，DTE 接收数据。 信号说明（二 ） 时钟电路 RC一定由DCE接口提供 TC可以由DCE接口或者由DTE接口提供 时钟方式是根据发送时钟而定，包括内部 方式，从方式，外部方式等； 信号说明（三 ） 辅助功能接口：备用 测试功能接口：测试 控制电路：为实现通信规程 和测试规程的需要而建立的 DCD用于监视通信线路和DCE设备的工作状态 DSR用于由DCE告诉DTE自己是否已经处于工作 状态（开机） DTR用于由DTE告诉DCE自己是否已经处于工作 状态（开机）
3、 信号说明（四 ） RTS/CTS用于实现DTE和DCE之间开始或结束 数据传输的过程控制 RTS为“ON”时，表示DTE要求发送数据 CTS为“ON”时，表示DCE准备好接收数据 二者同时为“ON”时，数据开始传输 信号说明（五 ） 电气特性（一） 不平衡双流接口 信号源开路电压为不大于25V 负载阻抗30007000欧姆 负载电容不大于2500pF 电气特性（二） 数据电路负逻辑 接口点的电压低于3V时确定为二 进制数据“1” 接口点的电压高于3V时确定为二 进制数据“0” 电气特性（三） 对于控制和定时接口电路 接口点的电压高于3V时确定为 “ON”状态 接口点的电压低于3V时确定为 “
4、OFF”状态 电气特性（四） 跃变区 3V和3V之间规定为跃变区 信号通过跃变区的时间不应超过1ms ，或不超过比特码元周期的3，取 二者中较短的时间为限。 空号电电平 Space 逻辑逻辑 “0” 跃变跃变 区 传传号电电平 Mark 逻辑逻辑 “1” 15V 5V 5V 15V 15V 3V 15V 3V 空号电电平 Space 逻辑逻辑 “0” 跃变跃变 区 传传号电电平 Mark 逻辑逻辑 “1” 噪声容限 终端 始端 电气特性（五） 机械特性（一）：DB25管脚定义 机械特性（二） RS-232接口的机械特性由ISO2110定义， 接口使用25芯连接器。 标准状态是DTE接口提供公插
5、座，DCE接 口提供母插座。 当接口兼容DCE和DTE时，优选母插座。 机械特性（三）示意图 DB9引脚DB25引脚源缩写信号命名 18DCEDCD载波检测 23DCERD接收数据 32DTETD发送数据 420DTEDTRDTE准备好 57SG信号地 66DCEDSRDCE准备好 74DTERTS请求发送 85DCECTS准备发送 922DCERI振铃指示 机械特性（四）DB9管脚定义 DB25连接器的管脚未完全使用 DB9管脚体积更小 异步接口中常使用DB9连接器替代 DB25 机械特性（五 ） 机械特性（六 ） RJ45引脚DB25引脚源缩写信号命名 14DTERTS请求发送 220DT
6、EDTRDTE准备好 32DTETD发送数据 47SG信号地 57SG信号地 63DCERD接收数据 76DCEDSRDCE准备好 85DCECTS准备接收 机械特性（七）RJ45 机械特性（八）示意图 机械特性（九）RJ48 RS-232接口有同步和异步两种接口 同步接口要提供码元定时电路 异步接口对接双方在异步字符的格 式设置上必须一致 同/异步特性（一 ） 异步接口的使用 系统内部接口如调试串口、加载串口一 般使用异步接口。 通过高层通信协议协调工作，接口只提 供地线、接收数据线、发送数据线。 为了防止调试串口带电插拔损坏，应 在串口输出端串接100600欧姆的电阻。 同/异步特性（二
7、） 当RS-232接口作为业务接口使用时情况比 较复杂，很多情况下要能提供DCE/DTE兼 容接口、同/异步兼容、能处理绝大多数控 制信号线。 同/异步特性（三 ） 根据邮电通讯网技术体制数字数据 网（DDN）技术体制： 当用户速率小于20Kbit/s时，使用 V.24接口。 当用户速率小于10Mbit/s时，使用 X.21、G.703、V.35接口。 速度/距离特性（二 ） 根据EIA RS232标准，该接口允许 的最大数据传输率20Kbit/s。 RS232接口推荐距离为15米以内。 速度/距离特性（二 ） 调试串口电路图（一 ） Phy芯片Max3221 单路 电源兼容3.3V/5V 速
8、率最高可达到120kbs以上 电路构成（一 ） 接插件选择 当调试串口所用插座设计在板内时，可采 用单排3列插针。 当调试串口所用插座需要保留在拉手条、 面板、或母板等上面，用于在线检测或调 试用，并发售给用户，统一采用RJ45，特 殊情况下，也可采用DB9插座/RJ48插座。 电路构成（二 ） EMC防护电路 R303/R304为限流电阻，pcb布局时靠 近U17放置。 DD3/DD4为TVS管，靠近P3放置。 为抑制数据线上的高频噪声，有时在数 据线上传接磁珠。 电路构成（三 ） 调试串口电路图（二 ） 当cpu不能直接提供UART接口时，必 须进行转换。 MPC8245不提供UART，通
9、过总线转 换器将Local Bus转换成UART接口。 总线转换器ST16C2552，提供2路 UART接口。 ST16C2552的时钟也可用外置1.8432M 晶体实现。 电路构成 RS422 RS-232 RS-422 RS-485 V.35 板间通信串口（TTL） RS422标准只是一个电气特性的标准，而没 有定义机械特性，它适用于多个站之间长 距离高速通讯。 概述 电气特性驱动器 参数条件最小值最大值 输出电压Rt= 10V / -10V 输出电压Rt=100 2V / -2V 输出电阻A TO B 100 输出上升时间Rt=10010% of Bit width 输出共模电压Rt=1
10、003V 输出短路电流per output to common 150mA 参数条件最小值最大值 接收灵敏度Vcm 7V 200mV 接收共模电压范围-7V7V 输入电阻4,000 差分接收电压10V 差分接收电压（极限值 ） 12V 电气特性接收器 远距离点对点通信 一点对多点通信 RS-485 RS-232 RS-422 RS-485 V.35 板间通信串口（TTL） RS485标准只是一个电气特性的标准，而没 有定义机械特性，它适用于多个站之间长 距离高速通讯。 概述 平衡差分接口 支持多点对多点之间的相互通信 忍受-7V到12V共模干扰 可驱动32个负载 传输距离不超过50Ft时最高速
11、率可达 10Mbps 特点（一 ） 传输速率为100Kbps时最大传输距离 可达4000Ft 支持全双工和半双工通讯（由所选用 的器件决定） 使用双绞线传输数据，具有较强的抗 干扰能力 特点（二 ） 参数条件MinMaxUnits 差分输出电压开路+/-1.5+/-6V 54欧姆负载+/-1.5+/-5V 输出短路电流250mA 输出上升时间RLOAD=54 CLOAD=50pF 30%bit宽 度 共模电压RLOAD=54 -13V 输入灵敏度-7Vcm +12200mV 输入共模电压-712V 输入阻抗12K RS-485电气特性 三者比较（一） RS-232 RS-422 RS-485
12、支持不同的： 通信速率，传输距离，抗干扰 能力，带负载能力，电气特性。 三者比较（二） RS-232RS-422RS-485 驱动方式单端驱动平衡驱动平衡驱动/二线/ 四线 应用方式点对点点对多点多点对多点 带负载 能 力 1Max：10Max：32 传输距离 /速率 9.6Kbps/15m9.6Kbps/150m10Mbps/15m 10Mbps/5m100Kbps/1.2Km 速率比较 V.35 RS-232 RS-422 RS-485 V.35 板间通信串口（TTL） V.35接口机械特性34针连接器 V.35接口电气特性（一 ） ITU-T建议V.35附录2规定了V.35 接口的 电气
13、特性： 时钟、数据信号的电气特性为平衡双流 接口电路。 控制信号采用ITU-T建议V.28规定的不 平衡双流接口电路，同RS-232规范。 V.35接口电气特性（二 ） 平衡型双流接口（一） 接口线采用平衡绞合多线对电缆，特性 阻抗为80120 欧姆。 信号源阻抗为50150欧姆；负载阻抗 为100+/- 10欧姆。 每对平衡线两个端子之间正常工作电压 为0.55V +/- 20。 V.35接口电气特性（三 ） 平衡型双流接口（二） 当端子A对端子B的电压为正（AB ）时确定为二进制数据0，为负（ AB）时确定为数据1。 任何状态变化的10点和90点之 间的上升时间应当小于信号码元周期 的1或
14、40ns，并取其中较小者为限 V.35接口功能特性 板间通信串口（TTL ） RS-232 RS-422 RS-485 V.35 板间通信串口（TTL） 板间通信串口电路图 原理分析（一 ） 适用于板间异步TTL串口通讯。 非门和三极管组成两级反相器，保证有数 据发送时正确工作。 空闲状态时，C1隔直作用/T1输出高阻。 可防止单板死机总线拉死。 原理分析（二 ） 各个器件作用 C1：隔直，防吊死 D1：提供C1放电回路，开关二极管 R1：C1充电回路电阻，确定充电时间常数 R2：C1放电回路电阻，确定放电时间常数 ，同时可抑制C1放电时的瞬间大电流 T1：驱动用普通三极管 U1：反相器，保证
15、驱动后的逻辑电平一致 ，也可用三极管实现 Baud的最低值取决于字符格式（设Baud为f）： 设充电时间常数为t=R1C1，假定在t/2时间内 电容充电到40%。 由于异步通讯最多10个连“0”，经反相器后 最多10个连“1”。 对电容充电的持续时间最大为：10/f。 当10/f20/t=20/R1C1。 当R1=1K，C1=10u时，可得出波特率的最低值 为2kbps。 Baud计算（一 ） Baud的最高值取决于三极管的存贮时间： 一般三极管的上升时间和下降时间均小于1us。 理论上波特率的最高值大于500KHz。 考虑到三极管的参数差别，波特率的最高值会 低于500KHz。 实际测试波特率从3600-187.5K范围内，几十 万帧零误码，可以满足绝大多数异步串口通讯的 需要。 Baud计算（二
