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. 工作原理该智能转换器必须解决两个关键问题即如何从RS-232线上电路和RS-485/RS-422接口驱动所需的功率和如何智能控制RS-485/RS-422的收发使能3.1.电源方案的RS-232 定义中有三个发送TXD RTS 和DTR 每根线上的典型输出电流为8mA/ 12V 考虑到TXD为负电平处于停止发送或发送数字1 时的时间较多因而电源转换决定采用负电源输入限度地电源输入功率升压至所需的工作电源从RTS和DTR上输入功率=2*8*12mW=192mW,另外由于通讯为间歇工作所以输入电源端的储能电容和TXD 为负电平时能够补充一定的功率假设我们设计一个效率为85% 输出电压为3V 的DC-DC 转换器则输出电流可达54.4mA3.2.智能控制收发使能RS-232通讯接口采用电平传输适用于点-点通讯无须专门的收发使能控制而对于RS-485/RS-422通讯接口则不同由于采用差分电平传输且允许在一条通讯总线上挂接多个节点必然要求各个节点能够地控制总线驱动器关断或打开保证不会影响到其它节点的正常通讯为了简化与转换器RS-232 接口端相连的工作更重要的是为了本转换器的通用性和灵活性即插即用无须要求用户更改任何相关和硬件本转换器内置微处理器实现收发使能的智能控制具体微处理器在检测到UART 的通信起始位后打送使能允许串行数据发送至RS-485/RS-422 通讯网络微处理器根据所设定的波特率延时至UART 停止位发送一半时例如11位格式时延时10.5T,T=1/fBAUD ,开始检测是否有下一个起始位到来在时间T内若有下一个起始位到来则保持发送状态否则将关闭发送使能结束数据发送4. 硬件设计由于本转换器供电来自RS-232线其输入功率受到因而在本设计中将尽可能地采用+3V供电的低功耗器件保证总电流小于54.4mA 主要包括4个部分DC-DC转换器RS-232接口RS-485/RS-422接口和微处理器分别介绍如下4.1. DC-DC转换器显然还没有一个DC-DC 转换器能够直接实现-12V 输入+3V 输出的IC 但是如果我们利用现有的IC 稍作改动即可实现该功能图2 所示的DC-DC 转换电路就是利用MAX761 实现的-12V 输入+3V 输出效率高于85%的升压DC-DC 转换器该转换器实际输入电压范围为-2.5V 至-13.5V 静态工作电流仅I1=120 A 具有输出电流大于54.4mA的能力如果前端输入功率未受到则输出电流可达300mA以上由于MAX761采用率的PFM 控制,而且在本电路中,开关损耗较小(因为开关电流小于负载电流),所以能够达到比MAX761 典型应用更高的效率(MAX761 典型应用效率为86%) 输出电压由下列方程确定VOUT=VREF*R1/R2+0.7(V) 其中VREF=1.5V -12V至3V 效率高于85%的DC-DC转换器4.2. RS-232接口本转换器只需要一片单发/单收RS-232接口就可以要求但必须要求+3V单电源工作工作电流尽可能地小的接口电路MAX3221/MAX3221E 带15kVESD保护刚好能够上述要求具有1TX/1RX 其工作电压+3V至+5.5V, 仅1 A的静态电流负载电流小于I2=2mA4.3. RS-485/RS-422接口为兼顾RS-485/RS-422 接半双工和全双工的要求本转换器采用MAX3491 作为RS-485/RS-422 接口电路其主要指标为+3V 至+3.6V 单电源工作工作电流1mA,驱动60负载时半双工时两个120 终端匹配电阻的并联值峰值电流可达I3=3V/60 =50mA半双工和全双工工作是通过跳线器来设置的见图34.4. 微处理器在本转换器中微处理器所要完成的任务很简单仅需要几根I/O 线即可实现参数的设置和发送使能的自动控制实际选择中采用Microchip公司的PIC12C508A其主要指标为工作电流I4