3 - V 到 5.5 - V 多通道 RS - 232 兼容线路驱动器和接收器：SN65C3232 和 SN75C3232 深度解析

3 - V to 5.5 - V 多通道 RS - 232 兼容线路驱动器和接收器：SN65C3232 和 SN75C3232 深度解析

在电子设计领域，RS - 232 接口作为一种经典的串行通信标准，至今仍在众多领域发挥着重要作用。今天，我们就来详细探讨德州仪器（TI）推出的 SN65C3232 和 SN75C3232 这两款 3 - V 至 5.5 - V 多通道 RS - 232 兼容线路驱动器和接收器，看看它们有哪些独特之处。

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1. 特性亮点

1.1 宽电压范围与高速通信

这两款器件能够在 3 - V 至 5.5 - V 的 $V_{CC}$ 电源下工作，并且最高数据传输速率可达 1 Mbit/s。在实际应用中，这种宽电压范围和高速传输能力使得它们可以适应不同的电源环境和通信需求，为设计带来了极大的灵活性。

1.2 低功耗与小电容设计

典型的低电源电流仅为 300 μA，这对于一些对功耗要求较高的应用，如电池供电系统来说，无疑是一个巨大的优势。同时，只需要 4 × 0.1 μF 的外部电容器，大大减少了电路板的空间占用和成本。

1.3 高兼容性与强 ESD 保护

即使在 3.3 - V 电源下，也能接受 5 - V 的逻辑输入，增强了与不同逻辑电平设备的兼容性。而且，RS - 232 总线引脚的 ESD 保护超过 ±15 kV（采用人体模型 HBM），这意味着在复杂的工业环境中，设备能够更好地抵御静电干扰，提高了系统的可靠性。

2. 应用场景

SN65C3232 和 SN75C3232 的应用范围非常广泛，涵盖了工业 PC、有线网络、数据中心和企业计算、电池供电系统、笔记本电脑、掌上电脑、手持设备等多个领域。无论是在工业自动化中的数据传输，还是在移动设备中的通信接口，它们都能发挥重要作用。

3. 详细描述

3.1 内部结构

这两款器件由两个线路驱动器、两个线路接收器和一个双电荷泵电路组成，并且具有 ±15 - kV 的 ESD 保护（引脚到引脚，包括串口连接引脚和 GND）。电荷泵和四个小外部电容器使得设备可以在单一的 3 - V 至 5.5 - V 电源下工作，为异步通信控制器和串口连接器之间提供了电气接口。

3.2 性能指标

在数据信号速率方面，典型情况下可达 1 Mbit/s，驱动器输出摆率为 24 V/μs 至 150 V/μs。这些性能指标保证了设备在高速数据传输时的稳定性和准确性。

4. 引脚配置与功能

4.1 引脚定义

PIN NAME	NO.	I/O	DESCRIPTION
C1+	1		正 C1 电容器引脚
V+	2	O	正电荷泵输出，仅用于存储电容器
C1 -	3		负 C1 电容器引脚
C2+	4		正 C2 电容器引脚
C2 -	5		负 C2 电容器引脚
V -	6	O	负电荷泵输出，仅用于存储电容器
DOUT2	7	O	RS232 线路数据输出（到远程 RS232 系统）
RIN2	8	I	RS232 线路数据输入（来自远程 RS232 系统）
ROUT2	9	O	逻辑数据输出（到 UART）
DIN2	10	I	逻辑数据输入（来自 UART）
DIN1	11	I	逻辑数据输入（来自 UART）
ROUT1	12	O	逻辑数据输出（到 UART）
RIN1	13	I	RS232 线路数据输入（来自远程 RS232 系统）
DOUT1	14	O	RS232 线路数据输出（到远程 RS232 系统）
GND	15		接地
Vcc	16		电源电压，连接到外部 3 - V 至 5.5 - V 电源

4.2 功能说明

通过这些引脚，设备实现了数据的输入输出和电源管理等功能。例如，DOUT 引脚用于将内部逻辑电平转换为 RS - 232 电平输出到远程系统，而 RIN 引脚则将远程系统的 RS - 232 电平信号转换为内部逻辑电平输入。

5. 规格参数

5.1 绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于正确使用和保护设备至关重要。例如，$V{CC}$ 的最大电压为 6 V，$V{+}$ 的最大电压为 7 V，$V_{-}$ 的最小电压为 - 7 V 等。超出这些范围可能会导致设备永久性损坏。

5.2 ESD 额定值

不同引脚的 ESD 额定值不同，除 RIN 和 DOUT 引脚外，其他引脚的人体模型（HBM）ESD 额定值为 ±3000 V，而 RIN 和 DOUT 引脚则高达 ±15,000 V。这表明在设计和使用过程中，需要对这些引脚采取额外的 ESD 保护措施。

5.3 推荐工作条件

推荐的工作条件包括电源电压范围、输入电压范围和工作温度范围等。例如，$V{CC}$ 推荐在 3.3 V 或 5 V 下工作，不同的 $V{CC}$ 对应不同的输入电压要求。在实际设计中，应尽量使设备工作在推荐条件下，以保证其性能和可靠性。

6. 应用与实现

6.1 典型应用电路

在典型应用中，ROUT 和 DIN 连接到 UART 或通用逻辑线路，RIN 和 DOUT 线路连接到 RS232 连接器或电缆。同时，需要根据 $V_{CC}$ 的不同选择合适的电容器值，以确保设备的正常工作。

6.2 设计要求与步骤

推荐的 $V{CC}$ 为 3.3 V 或 5 V，最大推荐比特率为 250 kbit/s。在设计过程中，所有 DIN 输入必须连接到有效的低或高逻辑电平，并根据 $V{CC}$ 电平选择电容器值。

7. 布局建议

7.1 布局准则

在 PCB 布局时，应尽量缩短外部电容器的走线长度，特别是 C1 和 C2 节点，因为它们的上升和下降时间最快。合理的布局可以减少信号干扰和噪声，提高设备的性能。

7.2 布局示例

提供的布局示例为我们展示了一种可行的 PCB 布局方案，通过参考这些示例，可以更好地完成实际设计。

8. 设备与文档支持

TI 提供了丰富的开发工具和文档支持，包括相关的技术文档、更新通知、支持论坛等。通过这些资源，我们可以更好地了解和使用 SN65C3232 和 SN75C3232 这两款器件。

综上所述，SN65C3232 和 SN75C3232 是两款性能出色、应用广泛的 RS - 232 兼容线路驱动器和接收器。在实际设计中，我们需要充分了解它们的特性、规格和应用要求，合理进行引脚配置、参数选择和 PCB 布局，以发挥它们的最佳性能。你在使用类似器件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。