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多功效接口模块在UART复用时实现隔离485和隔离232通信

手机,从最开端板砖一样的“大哥大”,到现在厚度不到8mm的iPhone,历时不到半个世纪。随着科技的发展,半导体集成电路的集成度越来越高,单颗芯片的功效越来越壮大,封装体积越来越小,所有设计都在向着小型化,轻薄化的方向发展着。

但是,在工业产品领域,却依旧是一片“傻大笨粗”的大叔形象,鲜能见到长相精巧的小鲜肉。这是为什么呢?为什么在IC制作技巧已经如此发达的今天,工业产品依然很难做到小巧精巧?

一个工业产品,因为其复杂的应用环境,在设计时必需要考虑到抗干扰能力、电气安全性、通信隔离、电气隔离、结构强度、产品稳固性等一系列的问题。

快乐飞艇官方网站接触过工业产品的朋友大多都有这样的感受:产品核心把持部分往往只有几个IC和少量的阻容器件,看起来非常简略,但外围接口的掩护电路和隔离电路却盘踞了大批的PCB面积,就像是给婴儿穿上了钢铁侠的盔甲,显得非常不和谐。由此看来,想让工业产品体积缩小,接口部分的隔离和掩护电路简略化、集成化和小型化就显得尤为重要。

接触过工业产品的朋友大多都有这样的感受:产品核心把持部分往往只有几个IC和少量的阻容器件,看起来非常简略,但外围接口的掩护电路和隔离电路却盘踞了大批的PCB面积,就像是给婴儿穿上了钢铁侠的盔甲,显得非常不和谐。由此看来,想让工业产品体积缩小,接口部分的隔离和掩护电路简略化、集成化和小型化就显得尤为重要。


图1 工业产品的核心部分往往只占电路板的很少一部分

目前的工业现场利用中,最常见到的两种通信方法是RS-232和RS-485,并且通常都需要进行隔离。惯例的处理方案,是应用一个隔离的DC-DC配合单独的信号隔离电路来设计,但按惯例的设计方案,采用分立的隔离 DC-DC、信号隔离、收发器、掩护电路等设计出的接口隔离电路,势必要占用大批的PCB面积,如果要同时应用多个隔离RS-232和隔离RS-485,那么PCB占用面积将会成倍的增长。

你不会天真的认为这样就完了吗?如果这个产品要应用到多个RS-232和RS-485接口,导致底本MCU的UART接口不够用,那么,你还要进行UART扩大,给本就已经很大了的电路板持续增肥。

说到这里,你是不是已经失望了?难道工业产品真的就和“高精尖特”无缘吗?


图2 很多产品会同时应用多路RS-232和RS-485

如果现在告诉你,有这样一个神器,它集合了:隔离电源、RS-232隔离电路、RS-485隔离电路、掩护电路于一体,应用时基础不需要外围器件,上电之后就能实现RS-485或RS-232的隔离通信,占用面积更是小到没朋友,有着体积小、扩大方便、利用机动的诸多特点,你是不是又对工业产品小型化有了一点点的信心?

下面我们就来看看,此物为何方神圣。

图3 快乐飞艇官方MCMxx(A)T隔离RS-485/232收发器

广州快乐飞艇官方,根据目前工业产品通信隔离需求,专门研发出MCMxx(A)T系列多协议隔离模块,将隔离电源、通信隔离电路、ESD掩护电路集成封装在一个模块中,将电路设计化零为整,只需要简略的电气连接,就可以实现RS-485/232通信隔离,隔离电压高达3500VDC,满足绝大多数利用需求。

MCMxx(A)T多协议隔离模块总结有以下四个特点:

一、“简”。

化繁为简,应用简略。

通过将通信隔离所需的诸多电路集成在一个模块中,应用时通过简略的连接,就可以得到优良的隔离性能和稳固的隔离效果,并且采用单电源供电,内置隔离电源,让工程师轻松避开传统分立器件隔离电路元件繁多、电气连接复杂的问题,不必再为隔离电路的设计而烦恼。


图4MCM12(A)T范例利用电路

对于上述的优毛病,大部分我们都很好懂得。对于电源产生异常后,电源隔离与否对负载的迫害大小,我们以Buck和它对应的隔离电路即正激电路来简略分析,如下列图示。

需要阐明的是,在模块内部A/B线已经集成了ESD掩护器件,因此用户一般在利用于环境良好的场合时无需再额外添加ESD掩护器件,但如果利用在高压电力、雷击等比较恶劣的环境中时,建议用户在模块A/B线和TOUT/RIN线端外加TVS管、共模电感、防雷管、屏蔽双绞线或同一网络单点接大地等掩护措施。

二、“活”

利用机动,随遇而安。

工业产品中,最常见的是RS-232和RS-485两种通信接口,市面上此类通信隔离模块也是类目繁多,质量也良莠不齐,因为RS-232和RS-485两种通信方法不同,市面上绝大多数产品都只能单独隔离其中一种。MCMxx(A)T系列多协议隔离模块,创新性的将两种通信方法的转换、隔离电路集成在一起,通过把持MODE脚的电平,在两种通信方法中随便切换,让应用更加机动。


图5 工作模式真值表

三、“精”

快乐飞艇官方网站小巧精巧,节俭空间。

虽然MCMxx(A)T多协议隔离模块包含RS-232和RS-485两种通信的转换和隔离电路,并且还包含一个隔离电源,但其体积依然小巧,采用模块化小体积封装,最大限度的减小占用PCB面积。引脚间距采用标准DIP16封装尺寸,让PCB绘制也同样简略方便。

值得一提的是,MCMxx(A)T系列多协议隔离模块,采用得是“一个输入两种输出”的设计方案,应用一个UART口,通过转变MODE脚电平切换通信方法,在一些对通信实时性请求不高或者UART口资源紧张的情况下,实现UART口复用的功效。


图6MCMxx(A)T多协议隔离模块外观尺寸

四、“优”

参数优越,性能稳固。

MCMxx(A)T多协议隔离模块,隔离耐压高达3500VDC,满足绝大多说的应用环境,并且有极低的EME电磁辐射和极高的EMS电磁抗干扰能力,以及优良的EMC特征。总线接口集成ESD静电掩护,在一般环境下即使不用额外应用掩护器件也能稳固工作。


图7MCMxx(A)T多协议隔离模块EMC特征表

以上就是MCMxx(A)T系列多协议隔离模块的简略介绍,目前该系列分为带485主动收发数据功效和不带485主动收发数据两种,根据供电电压又分为3。3V和5。0V两种,可以根据应用需求和MCU工作电压机动选择。


图8MCMxx(A)T多协议隔离模块选型表

在科技快速发展的今天,由于工业产品诸多设计请求的限制,还很难做到像手机这种消费类产品一样精巧,但工业产品的小型化发展是必定的。一个模块的应用,或许无法让工业产品彻底摆脱“傻大笨粗”的形象,但快乐飞艇官方一直在工业产品小型化、模块化的道路上努力着,摸索者。

前路坎坷,但从未放弃。

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