5V單電源供電的通信收發器LMS202E/LMS485

關鍵詞：通信；RS-232 RS-485/RS-422 收發器 LMS202E/LMS485

１　概述

ＬＭＳ２０２Ｅ和ＬＭＳ４８５分別是美國國家半導體公司生產的ＲＳ－２３２通信用雙收發器和多點傳輸線用高速雙向數據通信差分總線／線路收發器。這兩種器件均使用５Ｖ單電源供電，電源電流分別為１ｍＡ（ＬＭＳ２０２Ｅ）和０．３２ｍＡ（ＬＭＳ４８５的典型值）。

ＬＭＳ２０２Ｅ滿足Ｅ１Ａ／Ｔ１Ａ－２３２和ＣＣＩＴＴ Ｖ．２８規范，數據傳輸率可達２３０ｋｂｐｓ，而其１５ｋＶ的靜電放電（ＥＳＤ）保護指標符合ＩＥＣ１０００－４－２（ＥＮ６１０００－４－２）標準要求。ＬＭＳ２０２Ｅ主要用于銷售點終端ＰＯＳ（條形碼閱讀機）、手持式設備（或裝置）和通用目的ＲＳ－２３２通信等方面。

ＬＭＳ４８５滿足ＡＮＳＩ標準Ｅ１Ａ／Ｔ１Ａ ＲＳ４８５／ＲＳ－４２２，數據速率為２．５Ｍｂｐｓ。ＬＭＳ４８５的應用領域主要是低功率ＲＳ－４８５系統網絡中心、橋路和路由器銷售點設備（自動柜員機ＡＴＭ、條形碼掃描儀）、局域網（ＬＡＮ）、綜合業務數據網（ＩＳＤＮ）、工業可編程邏輯控制器、高速串／并聯應用以及噪聲環境下的多點應用系統等。

２ ＲＳ－２３２雙收發器ＬＭＳ２０２Ｅ

ＬＭＳ２０２Ｅ采用１６引腳ＳＯＩＣ封裝，可與ＭＡＸＩＭ公司的ＭＡＸ２０２Ｅ相互代換。

ＬＭＳ２０２Ｅ的內部結構及典型應用電路如圖１所示。該器件內含ＤＣ－ＤＣ變換器，利用電路中的Ｃ１～Ｃ４使內部對偶充電泵為兩個發送器提供１０Ｖ的雙電源。通過Ｃ１，電荷泵可將＋５Ｖ的電源電壓轉換為＋１０Ｖ，并存儲在Ｃ３中。而通過Ｃ２電荷泵則可將＋１０Ｖ轉換為－１０Ｖ電壓，而后再把－１０Ｖ存儲在Ｃ４中。

發送器輸入信號可從腳１１和腳１０輸入?且兩個發送器在１４腳和７腳上的輸出與Ｔ１Ａ／Ｅ１Ａ－２３２Ｅ電平一致。Ｔ１和Ｔ２兩個發送器的輸出擺幅為８Ｖ，開路輸出電壓擺幅為（Ｖ＋－０．６Ｖ）～Ｖ－。接收器的Ｒ１ＩＮ和Ｒ２ＩＮ信號從腳１３和腳８輸入以接收Ｔ１Ａ／Ｅ１Ａ信號，并從腳１２和腳９輸出與ＴＴＬ／ＣＭＯＳ兼容的信號。ＲＳ－２３２接收器的輸入電壓?ＶＲｉ?范圍為－３０Ｖ～＋３０Ｖ，ＶＳ為５Ｖ時的輸入低門限電平是１．４Ｖ，高門限電平為２Ｖ。接收器輸出電壓的最大范圍為－０．３Ｖ～（ＶＳ＋０．３Ｖ），從輸入到輸出的傳輸延遲時間為０．０８μｓ（典型值）。

ＬＭＳ２０２Ｅ的所有引腳都帶有ＥＳＤ保護。除了發送器輸出腳（７腳和１４腳）和接收器輸入腳（８腳和１３腳）外，其它引腳帶有２ｋＶ的人體模型（ＨＢＭ）和２００Ｖ的機器模型（ＭＭ）ＥＳＤ額定值。ＲＳ－２３２總線引腳（７腳、８腳、１３腳和１４腳）帶有１５ｋＶ的ＨＢＭ和ＩＥＣ１０００－４－２的耐沖擊ＥＳＤ保護。此外，總線引腳還能滿足８ｋＶ的ＩＥＣ １０００－４－２接觸ＥＳＤ保護要求。因此，這種ＥＳＤ結構在加電、斷電等場合可以承受較高ＥＳＤ沖擊。

３　ＬＭＳ４８５低功率差分數據收發器

ＬＭＳ４８５采用８引腳ＤＩＰ或ＳＯＩＣ封裝，可與ＭＡＸ４８５互相代換。ＬＭＳ４８５芯片在內部集成了一個ＴＲＩ－ＳＴＡＴＥＴＭ差分線路驅動器（Ｄ）和一個差分輸入接收器，圖２所示是ＬＭＳ４８５芯片的內部結構及引腳排列圖。

ＬＭＳ４８５的ＤＩ（４）腳是驅動器輸入，ＤＥ（３）腳為驅動器輸出使能輸入，Ａ（６）腳和Ｂ（７）腳分別是驅動器（同相和反相）輸出和接收器輸入，ＲＯ（１）腳和ＲＥ（２）腳分別是接收器輸出和接收器輸出賦能輸入，ＧＮＤ（５）腳為接地腳，ＶＣＣ（８）腳為５０．２５Ｖ電源電壓輸入端。

ＬＭＳ４８５的輸入與輸出邏輯真值表如表１所列。其中“Ｘ”為不相干，“Ｚ”為三態，“ＯＰＥＮ”為非終止（僅開路輸入）。

表1 真值表

ＬＭＳ４８５的主要特點如下：

●滿足ＡＮＳＩ標準ＲＳ－４８５－Ａ和ＲＳ－４２２－Ｂ；

●采用５Ｖ單電源工作，低功率ＢｉＣＭＯＳ工藝可保證電源電流典型值不超過３２０μＡ，工作溫度范圍為－４０～８５℃；

●總線上允許掛接的收發器數目多達３２個，數據速率可達２．５Ｍｂｐｓ；

●帶熱關閉保護、短路保護和接收器開路故障安全保護功能；

●寬共模電壓（正的和負的）范圍，適合于噪聲環境中的多點應用。

圖３所示是ＬＭＳ４８５的典型應用電路。每只ＬＭＳ４８５的驅動器輸出（Ａ腳）和接收器輸入端（Ｂ腳）均在內部連接在一起，在外部則連接到總線。當ＲＥ腳輸入低電平（≤０．８Ｖ）時，接收器輸出（ＲＯ）賦能。而當驅動器輸入腳ＤＥ為高電平（≥２Ｖ）時，驅動器輸出使能，其輸出電平與ＲＳ－４８５發送的信號電平一致。當驅動器使能時，若輸入腳Ｄ１為低電平（≤０．８Ｖ），則輸出端Ａ為低電平，而Ｂ腳則輸出高電平。而如果Ｄ１腳輸入一個高電平（≥２Ｖ），則Ａ腳將輸出高電平，Ｂ腳輸出低電平。各輸入／輸出之間的邏輯關系列于表１。ＬＭＳ４８５在總線終端上的電壓范圍為－７～＋１２Ｖ；差分輸入電壓（ＶＩＤ）為１２Ｖ；驅動器高電平時的最大輸出電流是－１５０ｍＡ，低電平時的最大輸出電流是８０ｍＡ；接收器高電平／低電平輸出的最大電流分別為－４２ｍＡ和２６ｍＡ