RS-485通信接口芯片的IC設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、本文基于RS-485通信協(xié)議，采用上海先進半導(dǎo)體公司的1.2μm BiCMOS工藝，利用Cadence Spectre電路仿真工具，設(shè)計了一款RS-485通信接口芯片。該芯片采用雙向、半雙工通信方式，正常工作溫度范圍為-40℃～90℃。具有230μA的低靜態(tài)工作電流、±15kV靜電保護、12ns的傳輸延遲和三態(tài)輸出等特點，可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中。 本文設(shè)計的RS-485通信接口芯片采用平衡發(fā)送和差分接收方式，即在發(fā)送端，

2、驅(qū)動器將TTL電平轉(zhuǎn)換成差分信號輸出；在接收端，接收器將差分信號變成TTL電平，這種方式消除了網(wǎng)絡(luò)中作為共模電壓出現(xiàn)的接地偏移和感應(yīng)噪聲信號的影響，具有較強抑制共模干擾的能力。芯片內(nèi)部主要由發(fā)送模塊和接收模塊兩部分構(gòu)成。其中發(fā)送模塊由兩組對稱的數(shù)字電路實現(xiàn)平衡驅(qū)動，并且采用典型的CMOS三態(tài)緩沖輸出結(jié)構(gòu)，具有短路電流保護和過溫關(guān)斷功能；接收模塊由遲滯比較電路和三態(tài)緩沖電路構(gòu)成，選擇-50mV和-200mV的閾值點使得芯片具有開路和短路保

3、護功能，并且具有較高的靈敏度，可檢測低至200mV的電壓。芯片的驅(qū)動輸出端是由尺寸很大的MOS管構(gòu)成，這些MOS管的漏區(qū)和襯底形成的PN結(jié)就相當(dāng)于一個大面積的二極管，可以起到ESD保護作用，而且在版圖設(shè)計上，管腳A、B還增加了一些特殊的保護環(huán)以起到靜電保護的作用，使其能達到±15kV的靜電保護。此外該芯片無限擺率，數(shù)據(jù)傳輸速率可達到5Mbps。通過仿真可知，該芯片符合RS-485協(xié)議標(biāo)準并達到了預(yù)先設(shè)定的技術(shù)指標(biāo)。 本文根據(jù)De