RS-232收發(fā)器的發(fā)展過程回顧

　　圖8. 所有接收器輸入介于±0.3V以內(nèi)的時間超過30μs時，器件進入自動關(guān)斷模式。

　　圖9. 任何一路接收器的輸入超出±2.7V時，退出自動關(guān)斷模式。

　　圖10. 進入、退出自動關(guān)斷的門限值

　　低功耗模式下，發(fā)送器和發(fā)送器使用的電荷泵也會關(guān)閉。由于接收器工作時消耗非常低的電流，接收器將始終保持有效工作狀態(tài)。由此，MAX3221的典型靜態(tài)電流可以從0.3mA降至1μA (最大值從1mA降至10μA)。需要注意的是，一旦在接收器上檢測到有效的RS-232電平時，器件需要100μs才能使發(fā)送器進入有效工作狀態(tài)。MAX3221和MAX3243是具有自動關(guān)斷功能的RS-232器件。

　　增強型自動關(guān)斷(AutoShutdown Plus?)

　　類似于自動關(guān)斷功能，增強型自動關(guān)斷設(shè)計用于只要沒有使用RS-232器件即刻關(guān)斷整個器件，以節(jié)省功耗。如果在30s內(nèi)器件沒有有效信號，增強型自動關(guān)斷將關(guān)斷器件。這種功能適用于發(fā)送器連接到RS-232端口，但沒有發(fā)送數(shù)據(jù)的場合。

　　增強型自動關(guān)斷需要關(guān)注兩種情況。

　　器件同時監(jiān)測接收器和發(fā)送器是否有效工作。

　　將無效的引腳連接到ForceOn和ForceOff時，器件的工作狀況類似于自動關(guān)斷，如圖11所示。

　　圖11. 將ForceOn、ForceOff輸入連接到無效輸出，增強型自動關(guān)斷器件的工作狀況將類似于自動關(guān)斷器件。

　　MAX3224E和MAX3245E是具有增強型自動關(guān)斷功能的RS-232器件。

　　MegaBaud?

　　對于需要寬帶、低輻射的應(yīng)用，MegaBaud RS-232器件不失為理想的解決方案。MegaBaud是Maxim推出的1Mbps、甚至更高速率的RS-232邏輯電平兼容的器件名稱。注意，這里采用了“兼容”，而非“滿足”，因為MegaBaud功能實際上并不符合RS-232的限擺率要求。

　　在典型的RS-232應(yīng)用中，限擺率有利于降低輻射和反射，但也限制了最高數(shù)據(jù)速率。限制發(fā)送器的擺率，使其低于30V/μs。這一限制是為了最終將RS-232定義為一個簡單的物理接口。如果沒有這個限制，則要注意輻射、傳輸線等問題的影響。盡管限擺率簡化了物理連接，但也影響了可以達到的最高數(shù)據(jù)速率。

　　Maxim推出的MegaBaud器件在支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯麓_保RS-232標準的兼容性，為了保證簡單的物理連接，這些器件仍然具有限擺率特性，但擺率高于RS-232標準規(guī)定的限制(比如，MAX3237E的擺率限制在150V/μs)。

　　這些設(shè)計意味著什么呢? 嚴格意義上講，MegaBaud器件不滿足RS-232標準，如果把具有MegaBaud能力的器件插入普通的RS-232標準接口，即使數(shù)據(jù)速率低至20kbps也不能保證正常運行。而在實際應(yīng)用中，低數(shù)據(jù)速率下可以正常工作的器件，但當工作在1Mbps速率時則完全無法正常工作。為了支持1Mbps的數(shù)據(jù)速率，電纜兩端的產(chǎn)品都需要采用MegaBaud器件。

　　有些MegaBaud器件帶有一個標注為MBAUD的引腳，通過邏輯電平控制該引腳可以將器件配置為既可以工作在低于30V/μs的RS-232限擺率條件下，也可以工作在更高擺率的MegaBaud模式。如果連接到常規(guī)RS-232接口，器件可以工作在真正的RS-232標準模式。如果連接到另一個MegaBaud器件，則可支持1Mbps，甚至更高速率的數(shù)據(jù)傳輸。

　　VL引腳

　　在絕大多數(shù)現(xiàn)代應(yīng)用中，微控制器(μC)的供電電壓遠遠低于收發(fā)器的電源電壓。所以，在μC和RS-232收發(fā)器之間需要添加邏輯電平轉(zhuǎn)換器。有些RS-232器件集成了電平轉(zhuǎn)換器，例如MAX3386E提供一個VL引腳，用于配置接收器輸出和發(fā)送器輸入端的邏輯電平。這一特性對于多電源供電和/或多邏輯電平系統(tǒng)非常實用。比如，圖12中的MAX3386E工作在3.0V至5.5V單電源，VL引腳將邏輯門限設(shè)置在0.8V至5V。

　　圖12. MAX3386E包含一個VL引腳，允許在混合電壓系統(tǒng)中提供可編程的邏輯門限。

　　微型封裝

　　由于絕大多數(shù)現(xiàn)代應(yīng)用中都要求小尺寸設(shè)計，需要把IC放置在非常小的電路板區(qū)域。目前所能提供的最小封裝是芯片級封裝(CSP)。晶片級封裝(WLCSP)設(shè)計是IC倒裝在印刷電路板上;芯片的焊盤通過獨立的焊球焊接到PCB上，不需要任何其它填充物(圖13)。WLCSP技術(shù)不同于其它球柵陣列、引線封裝和層疊CSP技術(shù)，它不需要綁定線或內(nèi)部連線。WLCSP封裝的優(yōu)勢在于IC與PCB之間的寄生電感非常小;另外，它還有助于減少封裝尺寸、縮短生產(chǎn)時間、改善熱傳導(dǎo)特性。UCSP?是Maxim的WLCSP封裝商標。

　　圖13. 典型的14焊球WLCSP封裝

　　結(jié)論

　　在過去的25年，RS-232技術(shù)隨著應(yīng)用需求的變化而穩(wěn)步發(fā)展。Maxim的眾多RS-232收發(fā)器在業(yè)內(nèi)占據(jù)了重要的優(yōu)勢。另外，沒有任何理由顯示這類產(chǎn)品的設(shè)計已經(jīng)止步不前。

　　RS-232串口通信仍將在低成本、設(shè)計簡單的產(chǎn)品中繼續(xù)發(fā)揮重要作用。在未來的應(yīng)用中，低供電電壓、高數(shù)據(jù)率將成為新設(shè)計的普遍要求。未來的器件設(shè)計將會集成電氣隔離、過壓保護等功能。我們堅信Maxim將繼續(xù)保持這一領(lǐng)域創(chuàng)新設(shè)計的領(lǐng)導(dǎo)地位。