01

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中為什么要使用RS232接口芯片

在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，使用RS232接口芯片的原因主要基于以下幾個方面的考慮：

廣泛的兼容性和支持

RS232接口具有較長的發(fā)展歷史和廣泛的支持。在市場上可以找到大量與RS232兼容的設(shè)備和工具，這使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的設(shè)備能夠輕松實現(xiàn)互聯(lián)互通。

穩(wěn)定性和可靠性

RS232接口使用標準的電氣特性和傳輸規(guī)范，具有良好的抗干擾能力和穩(wěn)定性。即使在繁忙的電磁環(huán)境下，RS232接口也能保持高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸，這對于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中要求穩(wěn)定通信的場景尤為重要。

簡單的物理連接和通信參數(shù)設(shè)置

RS232接口的物理連接和通信參數(shù)設(shè)置相對簡單，使用普遍可用的串行電纜和連接器，不需要復(fù)雜的硬件或軟件支持。這降低了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)部署和維護的復(fù)雜性，提高了系統(tǒng)的易用性。

廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

RS232接口在多個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，包括計算機通信、工業(yè)自動化、電子設(shè)備、通信設(shè)備、測量和控制設(shè)備、音頻和視頻設(shè)備以及安防控制等。這些領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都可以利用RS232接口芯片來實現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制。具體應(yīng)用場景：

計算機與外部設(shè)備連接：如打印機、調(diào)制解調(diào)器、掃描儀等。

工業(yè)自動化：用于控制和監(jiān)控各種工業(yè)設(shè)備。

通信設(shè)備：與調(diào)制解調(diào)器、傳真機等通信設(shè)備進行連接，實現(xiàn)電話線路上的數(shù)據(jù)傳輸和通信。

數(shù)據(jù)采集：連接數(shù)據(jù)采集設(shè)備和傳感器，獲取和記錄各種數(shù)據(jù)。

嵌入式系統(tǒng)：在嵌入式系統(tǒng)中用于與其他設(shè)備或模塊進行通信和數(shù)據(jù)交換。

內(nèi)部電路實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換和串口通信協(xié)議

RS232接口芯片內(nèi)部集成了電平轉(zhuǎn)換電路，能夠?qū)TL或CMOS電平轉(zhuǎn)換為RS232所需的負邏輯電平，從而實現(xiàn)信號的有效傳輸。同時，芯片還遵循串口通信協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，為后續(xù)電路處理提供數(shù)據(jù)支持。

適用于特定場景

盡管RS232接口的傳輸速率相對較低（最高通常為115200bps），但在某些特定的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中，如短距離、低速率的數(shù)據(jù)傳輸和控制，RS232接口仍然是一種經(jīng)濟、實用的選擇。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用RS232接口芯片的原因主要包括廣泛的兼容性和支持、穩(wěn)定性和可靠性、簡單的物理連接和通信參數(shù)設(shè)置、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域以及內(nèi)部電路實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換和串口通信協(xié)議等方面。這些因素共同使得RS232接口芯片在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

本文會再為大家詳解接口芯片家族中的一員——RS232接口芯片。

02

RS232接口芯片的定義

RS-232接口芯片是一種用于實現(xiàn)RS-232串行通信接口標準的集成電路芯片。RS-232標準接口（又稱EIA RS-232）是常用的串行通信接口標準之一，由美國電子工業(yè)協(xié)會（Electronic Industry Association, EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)公司、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家于1970年共同制定。RS-232接口芯片的主要功能是將計算機或其他數(shù)字設(shè)備的TTL或CMOS電平信號轉(zhuǎn)換為RS-232所需的負邏輯電平信號，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行傳輸。

03

RS232接口芯片的原理

RS-232接口芯片的工作原理主要涉及信號轉(zhuǎn)換和電平轉(zhuǎn)換。芯片內(nèi)部集成了電平轉(zhuǎn)換電路，能夠?qū)TL或CMOS電平（通常為0V表示邏輯低，5V表示邏輯高）轉(zhuǎn)換為RS-232所需的負邏輯電平（邏輯“1”的電平為-5V(-15V，邏輯“0”的電平為+5V)+15V）。這種轉(zhuǎn)換是為了提高抗干擾能力，增大通信距離。此外，RS-232接口芯片還遵循串口通信協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

04

RS232接口芯片的特點

RS-232接口芯片的特點主要包括：

廣泛的兼容性：RS-232接口具有較長的發(fā)展歷史和廣泛的支持，市場上存在大量與RS-232兼容的設(shè)備和工具。

穩(wěn)定性和可靠性：RS-232接口使用標準的電氣特性和傳輸規(guī)范，具有良好的抗干擾能力和穩(wěn)定性。

簡單的物理連接：使用標準的串行電纜和連接器，物理連接相對簡單。

靈活的傳輸速率：RS-232接口規(guī)定的標準傳送速率有多種選擇，如50b/s、1200b/s、9600b/s、19200b/s等，可以靈活地適應(yīng)不同速率的設(shè)備。

較長的傳輸距離：在特定條件下（如使用光電隔離或Modem），RS-232接口的傳輸距離可以達到數(shù)百米甚至更遠。

05

RS232接口芯片的使用注意方式

在使用RS-232接口芯片時，需要注意以下幾點：

電平匹配：確保發(fā)送和接收設(shè)備的電平標準與RS-232接口芯片相匹配，必要時使用電平轉(zhuǎn)換電路。

傳輸速率設(shè)置：根據(jù)實際需求設(shè)置合適的傳輸速率，避免過高的傳輸速率導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或錯誤。

共地干擾：RS-232接口使用共地傳輸形式，容易產(chǎn)生共模干擾。在連接時，應(yīng)確保地線連接良好，以減少干擾。

傳輸距離限制：注意RS-232接口的傳輸距離限制，對于長距離傳輸，應(yīng)考慮使用光電隔離、Modem或其他傳輸介質(zhì)。

驅(qū)動安裝：在某些操作系統(tǒng)中，為了正確地使用RS-232接口，可能需要安裝特定的設(shè)備驅(qū)動程序。

06

RS232接口芯片的廠商

市場上存在多家生產(chǎn)RS-232接口芯片的廠商，如Maxim（美信）、Silicon Labs（硅實驗室）、NXP（恩智浦）等。這些廠商提供的RS-232接口芯片具有不同的性能特點和應(yīng)用場景，用戶可以根據(jù)實際需求選擇合適的芯片

供應(yīng)商A：MaxLinear

1、產(chǎn)品能力

（1）選型手冊

export.csv

（2）主推型號1:SP3232EBEN-L/TR

對應(yīng)的產(chǎn)品詳情介紹

硬件參考設(shè)計

RS232接口防靜電設(shè)計

圖1 RS232接口防靜電設(shè)計

接口電路設(shè)計概述：

RS232接口多用于計算機與設(shè)備之間的通訊，用于數(shù)據(jù)監(jiān)控及調(diào)試。在應(yīng)用的過程中通訊電纜容易耦合外部的干擾對信號傳輸造成一定的影響，單板內(nèi)部的干擾也可能通過電纜形成對外輻射。

本方案從EMC原理上，進行了相關(guān)的抑制干擾和抗敏感度的設(shè)計，從設(shè)計層次解決EMC問題。

電路EMC設(shè)計說明：

（1） 電路濾波設(shè)計要點：

L1、L2、C1、C2組成濾波電路，L1、L2為濾波磁珠，建議取值為600Ω/100Hz，用于抑制電路上的高頻干擾；

C1、C2為濾波電容，用于濾除線上的干擾，電容取值為330pF；R1、R2為100歐姆的限流電阻，可根據(jù)實際應(yīng)用情況進行增加；

C3為接口地和數(shù)字地之間的跨接電容，典型取值為1000pF，耐壓要求達到2KV以上，C3容值可根據(jù)測試情況進行調(diào)整；

（2） 電路防護設(shè)計要點：

D1、D2為TVS管，組成防護電路，防止在進行熱插拔過程中，產(chǎn)生大的干擾能量和靜電干擾對電路進行沖擊而導(dǎo)致芯片損壞；

選擇電路防護TVS器件時，注意TVS啟動電壓≥15V*1.2=18V。

接口電路設(shè)計備注：

如果設(shè)備為金屬外殼，同時單板可以獨立的劃分出接口地，那么金屬外殼與接口地直接電氣連接，且單板地與接口地通過1000pF電容相連；

如果設(shè)備為非金屬外殼，那么接口地PGND與單板地GND直接電氣連接。

2、支撐

（1）技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)資料

1457706471836.pdf

供應(yīng)商B: KEYSEMI（上海曠岳）

1、產(chǎn)品能力

（1）選型手冊

（2）主推型號1：KY232LEEN

對應(yīng)的產(chǎn)品詳情介紹

硬件參考設(shè)計

研發(fā)設(shè)計注意使用事項

RS232接口防靜電設(shè)計

圖1 RS232接口防靜電設(shè)計

接口電路設(shè)計概述：

RS232接口多用于計算機與設(shè)備之間的通訊，用于數(shù)據(jù)監(jiān)控及調(diào)試。在應(yīng)用的過程中通訊電纜容易耦合外部的干擾對信號傳輸造成一定的影響，單板內(nèi)部的干擾也可能通過電纜形成對外輻射。

本方案從EMC原理上，進行了相關(guān)的抑制干擾和抗敏感度的設(shè)計，從設(shè)計層次解決EMC問題。

電路EMC設(shè)計說明：

（1） 電路濾波設(shè)計要點：

L1、L2、C1、C2組成濾波電路，L1、L2為濾波磁珠，建議取值為600Ω/100Hz，用于抑制電路上的高頻干擾；

C1、C2為濾波電容，用于濾除線上的干擾，電容取值為330pF；R1、R2為100歐姆的限流電阻，可根據(jù)實際應(yīng)用情況進行增加；

C3為接口地和數(shù)字地之間的跨接電容，典型取值為1000pF，耐壓要求達到2KV以上，C3容值可根據(jù)測試情況進行調(diào)整；

（2） 電路防護設(shè)計要點：

D1、D2為TVS管，組成防護電路，防止在進行熱插拔過程中，產(chǎn)生大的干擾能量和靜電干擾對電路進行沖擊而導(dǎo)致芯片損壞；

選擇電路防護TVS器件時，注意TVS啟動電壓≥15V*1.2=18V。

接口電路設(shè)計備注：

如果設(shè)備為金屬外殼，同時單板可以獨立的劃分出接口地，那么金屬外殼與接口地直接電氣連接，且單板地與接口地通過1000pF電容相連；

如果設(shè)備為非金屬外殼，那么接口地PGND與單板地GND直接電氣連接。

核心料（哪些項目在用）

奇跡物聯(lián)叉車監(jiān)控項目

2、支撐

（1）技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)資料

KY232LEEN

C428897_70E0F345201FCD4413D4B97546EAA65E.pdf

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審核編輯 黃宇