5V单电源供电的通信收发器LMS202E/LMS485

  摘要：介绍了采用单５Ｖ电源工作的ＲＳ－２３２通信双收发器ＬＭＳ２０２Ｅ和高速双向数据通信差分总线收发器ＬＭＳ４８５的主要特性，给出了它们的典型应用电路。

    关键词：通信；RS-232 RS-485/RS-422 收发器 LMS202E/LMS485

１　概述

ＬＭＳ２０２Ｅ和ＬＭＳ４８５分别是美国国家半导体公司生产的ＲＳ－２３２通信用双收发器和多点传输线用高速双向数据通信差分总线／线路收发器。这两种器件均使用５Ｖ单电源供电，电源电流分别为１ｍＡ（ＬＭＳ２０２Ｅ）和０．３２ｍＡ（ＬＭＳ４８５的典型值）。

ＬＭＳ２０２Ｅ满足Ｅ１Ａ／Ｔ１Ａ－２３２和ＣＣＩＴＴ Ｖ．２８规范，数据传输率可达２３０ｋｂｐｓ，而其±１５ｋＶ的静电放电（ＥＳＤ）保护指标符合ＩＥＣ１０００－４－２（ＥＮ６１０００－４－２）标准要求。ＬＭＳ２０２Ｅ主要用于销售点终端ＰＯＳ（条形码阅读机）、手持式设备（或装置）和通用目的ＲＳ－２３２通信等方面。

ＬＭＳ４８５满足ＡＮＳＩ标准Ｅ１Ａ／Ｔ１Ａ ＲＳ４８５／ＲＳ－４２２，数据速率为２．５Ｍｂｐｓ。ＬＭＳ４８５的应用领域主要是低功率ＲＳ－４８５系统网络中心、桥路和路由器销售点设备（自动柜员机ＡＴＭ、条形码扫描仪）、局域网（ＬＡＮ）、综合业务数据网（ＩＳＤＮ）、工业可编程逻辑控制器、高速串／并联应用以及噪声环境下的多点应用系统等。

２ ＲＳ－２３２双收发器ＬＭＳ２０２Ｅ

ＬＭＳ２０２Ｅ采用１６引脚ＳＯＩＣ封装，可与ＭＡＸＩＭ公司的ＭＡＸ２０２Ｅ相互代换。

ＬＭＳ２０２Ｅ的内部结构及典型应用电路如图１所示。该器件内含ＤＣ－ＤＣ变换器，利用电路中的Ｃ１～Ｃ４使内部对偶充电泵为两个发送器提供±１０Ｖ的双电源。通过Ｃ１，电荷泵可将＋５Ｖ的电源电压转换为＋１０Ｖ，并存储在Ｃ３中。而通过Ｃ２电荷泵则可将＋１０Ｖ转换为－１０Ｖ电压，而后再把－１０Ｖ存储在Ｃ４中。

发送器输入信号可从脚１１和脚１０输入?且两个发送器在１４脚和７脚上的输出与Ｔ１Ａ／Ｅ１Ａ－２３２Ｅ电平一致。Ｔ１和Ｔ２两个发送器的输出摆幅为±８Ｖ，开路输出电压摆幅为（Ｖ＋－０．６Ｖ）～Ｖ－。接收器的Ｒ１ＩＮ和Ｒ２ＩＮ信号从脚１３和脚８输入以接收Ｔ１Ａ／Ｅ１Ａ信号，并从脚１２和脚９输出与ＴＴＬ／ＣＭＯＳ兼容的信号。ＲＳ－２３２接收器的输入电压?ＶＲｉ?范围为－３０Ｖ～＋３０Ｖ，ＶＳ为５Ｖ时的输入低门限电平是１．４Ｖ，高门限电平为２Ｖ。接收器输出电压的最大范围为－０．３Ｖ～（ＶＳ＋０．３Ｖ），从输入到输出的传输延迟时间为０．０８μｓ（典型值）。

ＬＭＳ２０２Ｅ的所有引脚都带有ＥＳＤ保护。除了发送器输出脚（７脚和１４脚）和接收器输入脚（８脚和１３脚）外，其它引脚带有±２ｋＶ的人体模型（ＨＢＭ）和±２００Ｖ的机器模型（ＭＭ）ＥＳＤ额定值。ＲＳ－２３２总线引脚（７脚、８脚、１３脚和１４脚）带有±１５ｋＶ的ＨＢＭ和ＩＥＣ１０００－４－２的耐冲击ＥＳＤ保护。此外，总线引脚还能满足±８ｋＶ的ＩＥＣ １０００－４－２接触ＥＳＤ保护要求。因此，这种ＥＳＤ结构在加电、断电等场合可以承受较高ＥＳＤ冲击。

３　ＬＭＳ４８５低功率差分数据收发器

ＬＭＳ４８５采用８引脚ＤＩＰ或ＳＯＩＣ封装，可与ＭＡＸ４８５互相代换。ＬＭＳ４８５芯片在内部集成了一个ＴＲＩ－ＳＴＡＴＥＴＭ差分线路驱动器（Ｄ）和一个差分输入接收器，图２所示是ＬＭＳ４８５芯片的内部结构及引脚排列图。

ＬＭＳ４８５的ＤＩ（４）脚是驱动器输入，ＤＥ（３）脚为驱动器输出使能输入，Ａ（６）脚和Ｂ（７）脚分别是驱动器（同相和反相）输出和接收器输入，ＲＯ（１）脚和ＲＥ（２）脚分别是接收器输出和接收器输出赋能输入，ＧＮＤ（５）脚为接地脚，ＶＣＣ（８）脚为５±０．２５Ｖ电源电压输入端。

ＬＭＳ４８５的输入与输出逻辑真值表如表１所列。其中“Ｘ”为不相干，“Ｚ”为三态，“ＯＰＥＮ”为非终止（仅开路输入）。

表1 真值表

ＬＭＳ４８５的主要特点如下：

●满足ＡＮＳＩ标准ＲＳ－４８５－Ａ和ＲＳ－４２２－Ｂ；

●采用５Ｖ单电源工作，低功率ＢｉＣＭＯＳ工艺可保证电源电流典型值不超过３２０μＡ，工作温度范围为－４０～８５℃；

●总线上允许挂接的收发器数目多达３２个，数据速率可达２．５Ｍｂｐｓ；

●带热关闭保护、短路保护和接收器开路故障安全保护功能；

●宽共模电压（正的和负的）范围，适合于噪声环境中的多点应用。

    图３所示是ＬＭＳ４８５的典型应用电路。每只ＬＭＳ４８５的驱动器输出（Ａ脚）和接收器输入端（Ｂ脚）均在内部连接在一起，在外部则连接到总线。当ＲＥ脚输入低电平（≤０．８Ｖ）时，接收器输出（ＲＯ）赋能。而当驱动器输入脚ＤＥ为高电平（≥２Ｖ）时，驱动器输出使能，其输出电平与ＲＳ－４８５发送的信号电平一致。当驱动器使能时，若输入脚Ｄ１为低电平（≤０．８Ｖ），则输出端Ａ为低电平，而Ｂ脚则输出高电平。而如果Ｄ１脚输入一个高电平（≥２Ｖ），则Ａ脚将输出高电平，Ｂ脚输出低电平。各输入／输出之间的逻辑关系列于表１。ＬＭＳ４８５在总线终端上的电压范围为－７～＋１２Ｖ；差分输入电压（ＶＩＤ）为±１２Ｖ；驱动器高电平时的最大输出电流是－１５０ｍＡ，低电平时的最大输出电流是８０ｍＡ；接收器高电平／低电平输出的最大电流分别为－４２ｍＡ和２６ｍＡ