MS721——仪表总线(M-Bus)从站收发电路

产品简述

  MS721是为M-Bus标准(EN1434-3)的应用而开发的单片收发

电路。MS721接口电路可以适应从站与主站之间的电压差，总

线的连接没有极性要求，电路由主站通过总线供电，这样从站

电池就不会增加额外的负载，同时还集成电源失效功能。作为

接收端时，内置动态电平识别电路；作为发射端时，内置有可

编程的电流源。MS721还集成一个3.3V的直流稳压源，在总线

出现故障后，延迟一段时间后再关断。

主要特点

◼符合 EN1434-3 标准（从站）

◼具有动态电平识别的接收逻辑电平

◼通过电阻可调节接收电流

◼无极性连接

◼防掉电功能

◼模块电压切换

◼提供 3.3V 稳压源

◼远程供电

◼支持高达 9600 波特率的半双工的 UART 协议

◼从站的电源选择：

—通过输出管脚 VDD，由总线供电

—通过输出管脚 VDD，由总线供电或者由备用电池供电

—通过电池供电，只在数据传输时总线有效

应用

◼M-Bus 总线从站接口电路

产品规格分类

管脚图

管脚说明

内部框图

极限参数

  芯片使用中，任何超过极限参数的应用方式会对器件造成永久的损坏，芯片长时间处于极限工作

状态可能会影响器件的可靠性。极限参数只是由一系列极端测试得出，并不代表芯片可以正常工作在

此极限条件下。

推荐工作条件

除非另有说明,所有参数在室温范围内测得。

注：1. 所有的电压都是相对 GND 端口测量的，除非另有说明。

      2. VBAT(max)≤VSTC-1V。

电气参数

除非另有说明,所有参数在室温范围内测得。

如有需求请联系——三亚微科技 王子文（16620966594）

功能描述

数据传输，主站到从站

  总线上的传号电压 VBUS = MARK 定义为：从站端 BUSL1 和 BUSL2 的电压差。它取决于主站到从站

的距离，因为距离影响了线缆上的压降。为使接收端不受影响，电压比较器 TC3 在 SC 端使用了动态参

考电平（见图 1）。

  对于与数据内容无关的 UART 协议来说，这个比率是很重要的（例如：最坏情况，一个 11 位的

UART 协议，所有的数据为 0，那么只有结束位为 1）。这样就有足够的时间对电容 CSC 进行充电。根

据 VBUS=空号电压/传号电压的条件，输入电平监测比较器 TC3 比较总线上的调制电压，转换后输出到

反向输出端 TXI 和非反向输出端 TX。

数据传输，从站到主站

  芯片采用电流调制的方式，从从站往主站传输数据。在调制过程中，总线电压不变。电流源调制

总线电流，主站监测调制电流。电流源 CS3 由反向输入 RXI 和非反向输入 RX 控制，电流源 CS3 的电流

可以通过外部电阻 RRIS 调节。调制期间，调制电路消耗的电流为 IMS 加上电流源 CS3 的电流。

  因为 MS721 为半双工设计，所以 RX 或 RXI 的输入数据由 ECHO 反馈到输出端 TX 和 TXI。如果从站

或者主站同时通过总线发送数据，TX 和 TXI 输出信号就为主站和从站输入信号叠加，表明从站发生了

数据冲突。总线需要一个恒定电流，总线上连接的每一个从站都消耗此电流。通过图 3 中的公式，可

以计算出可编程电阻 RRIS 的大小。

从站电源

  MS721 内部集成一个 3.3V 的稳压源，该稳压源的电源由 STC 管脚的存储电容 CSTC 提供，而 STC 脚

的存储电容 CSTC 由电流源 CS1 的恒定电流 ISTC_use 进行充电，最大的 STC 电压被限定为 REF1，充电电流

ISTC_use 由管脚 RIDD 连接的外部电阻决定。RRIDD 大小可以通过下面的公式计算得出。

  总线故障时，VDD 关闭时间(toff)由系统电流 IVDD 和电容 CSTC 决定，在这段时间内，

需要完成数据的存储。图 5 说明了在总线电压 VBUS 关断后，

VVDD_off、toff 与 CSTC 之间的关系。

  VS 输出端表示是由总线给从站供电，还是由电池给从站供电。VS 输出与 VDD 是同步的，

都是由比较器 TC1 控制。在 VS 输出端外接一个晶体管，

可以实现总线供电和电池供电之间的切换。

典型应用电路

如有需求请联系——三亚微科技 王子文（16620966594）

封装外形图

SOP16

——爱研究芯片的小王

审核编辑 黄宇