Современные компьютеры и измерительная аппаратура для обмена информацией имеют последовательные интерфейсы стандартов RS232, RS422, RS485, CAN
и LIN. В этом материале рассматриваются микросхемы отечественного производства, которые используются в указанных интерфейсах.
Таблица 1. Назначение выводов микросхем (К)5559ИН4
В состав серий К5559, 5559 входят следующие микросхемы:
5559ИН1 — приемопередатчик интерфейса RS-232 (аналог МАХ232);
5559ИН3 — приемопередатчик интерфейса RS-485/422 (аналог МАХ485);
К5559ИН4, 5559ИН4 — приемопередатчики интерфейса RS-232;
К5559ИН10, 5559ИН10 — приемопередатчики интерфейса RS-485/422;
К5559ИН14; 5559ИН14 — приемопередатчики интерфейса САN;
К5559ИН15, 5559ИН15 — приемопередатчики интерфейса LIN;
5559ИН67 — приемопередатчик манчестерского кода (аналог HI1568).
Рассмотрим более подробно микросхемы, с помощью которых реализуются интерфейсы RS-232, RS-485/422
Приемопередатчики интерфейса RS-232 К5559ИН4У, 5559ИН4У
Микросхемы представляют собой приемопередатчики интерфейса
стандарта RS232 и предназначены для реализации связи между компьютерами и
периферийными устройствами (COM-порт), для применения в компьютерах, в модемах,
в переносном оборудовании, в периферийных устройствах и принтерах, для
управления промышленными установками, измерительным оборудованием, считывания
данных с датчиков. Интерфейс RS-232 построен на униполярных линиях передачи и
работает в режиме последовательного обмена данными.
Стандарт определяет радиальный интерфейс, в котором понятие
адреса отсутствует, что обуславливает его достаточно высокую эффективность при
использовании в системах сбора данных и для обеспечения связи с периферийным
оборудованием при длине кабеля до 15 м.
Микросхемы К5559ИН4, 5559ИН4 содержат 5 передатчиков КМОП
RS-232 и 3 приемника КМОП RS-232 (один активный во всех режимах), а также
внутренний импульсный преобразователь напряжения и встроенную схему «charge
pump» с внешними конденсаторами (требуется 4 конденсатора). Особенностью
микросхем является наличие режима «выключено», в котором все приемники остаются
активными (в этом режиме ток потребления составляет менее 10 мкА). Микросхема
выпускается в металлокерамическом корпусе Н09.28-1В.
Назначение выводов микросхем К5559ИН4 и 5559ИН4 приведено в
табл. 1.
Электрические параметры микросхем (К)5559ИН4
Входное пороговое напряжение низкого уровня на выводах 5…15,17, В: ≤0,8
Входное пороговое напряжение высокого уровня, В:
при Ucc = 3,3В: ≥2
при Ucc = 5В: ≥2,4
Выходное напряжение приемника низкого уровня при Iо = 1,6 мА, В: 0,4
Выходное напряжение приемника высокого уровня при Iо = –1 мА, В: ≥(Ucc–0,6)
Диапазон входных напряжений приемника, В: ±25
Входное пороговое напряжение низкого уровня приемника, В:
при Ucc = 3,3В: ≥0,6
при Ucc = 5В: ≥0,8
Входное пороговое напряжение высокого уровня приемника при Iо = –1 мА, В: ≥2,4
Входной гистерезис приемника, В: 0,3
Выходное напряжение передатчиков при нагрузке 3 кОм, В: ≥|±5|
Ток потребления в состоянии «включено без нагрузки», мА: ≤2
Ток потребления в состоянии «выключено», мкА: ≤10
Выходной ток утечки передатчика высокого уровня без нагрузки в состоянии «выключено» при Uо = 12В, мкА: ≤|±25|
Входное сопротивление приемника, кОм: 3…7
Выходное сопротивление передатчика при Uсс = 0В, Uо = ±2В, Ом: ≥300
Скорость передачи данных:
при Rн = 3 кОм, Сн = 1000 пФ, MBAUD = GND,
один передатчик активный, кбит/с: ≤250
при Uсс = 3…4,5В, Rн = 3 кОм, Сн = 250 Мф, MBAUD = Uсс, один передатчик активный, кбит/с: ≤1000
Предельно допустимые режимы эксплуатации
Напряжение питания, В: 3…5,5
Входное напряжение, В: 0…Uсс
Входное напряжение приемника, В: ≤|±25|
Функциональным аналогом микросхем является МАХ3237Е.
Приемопередатчики интерфейсов RS-485/422 К5559ИН10 (А, Б, АУ, БУ), 5559ИН10 (АУ, БУ)
Микросхемы представляют собой приемопередатчики интерфейсов
по стандартам RS-485/ 422 со скоростью передачи данных до 500 кбит/с
(5559ИН10АУ) и до 2500 кбит/с (5559ИН10БУ) для организации полудуплексного канала
связи по соответствующим каналам для интеллектуальных датчиков, промышленных
систем управления, телекоммуникационного оборудования, систем безопасности,
измерительного оборудования, систем автоматизации и сбора данных. Интерфейсы
построены на дифференциальных линиях связи, отличаются высокой
помехозащищенностью.
В системах с интерфейсом RS-485 чаще всего применяются
симметричные кабели на основе одной и более пар скрученных изолированных
проводников с волновым сопротивлением 120 Ом; для компенсации нежелательных
эффектов, возникающих в длинных линиях связи, на обоих их концах обязательно
устанавливаются согласующие резисторы. Максимальная длина линии связи для
микросхем типа А составляет 1,2 км.
Интерфейс RS-485 реализует магистральный принцип обмена данными,
к нему может быть подключено до 64 устройств.
RS-422 — упрощенная версия интерфейса RS-485, выходные токи
его передатчиков меньше, поэтому меньше нагрузочная способность и применяются
повторители данных. Кроме того, RS-422 — радиальный интерфейс, его часто
дополняют возможностью магистрального подключения и частичной совместимостью с
RS-485 (со сниженными параметрами по нагрузочной способности).
Усовершенствованные приемопередатчики К5559ИН10, 5559ИН10
отказоустойчивы к наличию короткого замыкания и обрыва на шине, что не требует
использования внешних fail-safe резисторов.
Входной импеданс микросхем соответствует 1/8 единицы нагрузки (1/8 U.L.), что
допускает параллельное включение до 256 эквивалентных приемопередатчиков. Для
микросхем типа А ограничена скорость нарастания/спада выходного сигнала
передатчика для уменьшения уровня электромагнитных помех, а также отражений при
неидеально согласованной шине. Микросхемы имеют режим «горячей замены»
(hot-swap), не допускающий ошибочных включений выхода передатчика и приемника
при подаче питания.
Таблица 2. Назначение выводов микросхем (К)5559ИН10
Основные параметры микросхем соответствуют стандарту
EIA/TIA-485. Микросхемы К5559ИН10, 5559ИН10 выпускаются в корпусах Н02.8-1В и
SO-8. Назначение выводов микросхем приведено в табл. 2.
Электрические параметры микросхем (К)5559ИН10
Выходное дифференциальное напряжение передатчика:
при Uсс = 4,5В, RL = 100 Ом, В: 2,5…Uсс
при Uсс = 4,5 В, без нагрузки, В: ≤Uсс
Изменение выходного дифференциального напряжения передатчика, В: ≤0,2
Выходное синфазное напряжение передатчика:
при Uсс = 4,5В, RL = 100 и 54 Ом, В: ≤3
Изменение синфазного напряжения передатчика:
при Uсс = 4,5 В, RL = 100 и 54 Ом, В: ≤0,2
Выходное напряжение высокого уровня приемника:
при Uсс = 4,5В, Iо = –1 мА, В: ≥(Uсс–0,6)
Выходное напряжение низкого уровня приемника:
при Uсс = 4,5В, Iо = –1 мА, В: ≤0,4
Ток потребления без нагрузки:
при Uсс = 5,5В, nRE = 0 и Uсс В, DE = Uсс и 0 В, мкА: 1800
при Uсс = 5,5В, nRE = Uсс, DE = 0 В, мкА: 10
Входной ток высокого и низкого уровней при Ucc =5,5 В, мкА: ≤|±1|
Ток короткого замыкания при Uсс = 5,5В: 40…250
Выходной ток приемника в состоянии «выключено», мкА: ≤|±1|
Ток короткого замыкания выхода приемника при 0<Uo_R<Ucc, мА: ≤|±110|
Время задержки распространения передатчика при переходе из
состояния «выключено» в состояние высокого или низкого уровней при nRE = GND,
Uсс = 4,5 В, нс: ≤2500
Время задержки распространения передатчика из состояния
высокого или низкого уровней в состояние «выключено» при nRE = GND, Uсс = 4,5В,
нс: ≤100
Время задержки распространения передатчика при переходе из
состояния «выключено» в состояние высокого или низкого уровней при nRE = GND,
Uсс =4,5В, нс: ≤5500
Время задержки распространения приемника при переходе из
состояния «выключено» в состояние высокого или низкого уровней при DE = Uсс,
Uсс = 4,5В, нс: ≤5500
Разность задержек распространения передатчика при Uсс = 4,5В
для 5559ИН10АУ, нс: ≤140
Предельно допустимые режимы эксплуатации
Напряжения питания, В: 4,5…5,5
Входное напряжение низкого уровня, В: 0…0,8
Входное напряжение высокого уровня, В: 3…Uсс
Входное напряжение приемника, В: –7…+12
Максимальная скорость передачи данных:
для 5559ИН10АУ, кбит/с: ≥500
для 5559ИН10БУ, кбит/с: ≥2500
Функциональным аналогом микросхем являются МАХ13085.
Анатолий Нефедов
РС12-2008
