论文摘要
RS-232接口是计算机的一种串行标准接口。它的数据和控制信息是一位接一位串行地传送下去,适用于长距离的通信,可以降低通信线路的价格和简化通信设备。本文基于RS-232通信协议,采用上海先进半导体公司的1μm CMOS高压工艺,设计了一款RS-232通信接口芯片,它主要功能是实现TTL/CMOS电平与EIA/TIA RS-232电平的相互转换功能。本文首先介绍了芯片的整体结构,它包含三个部分:正、负倍电荷泵;2路接收器;2路发送器。根据RS-232通信标准的要求,电荷泵电路作为发送电路的电源,需要在5V直流电源的驱动下,输出+8V以上的高电平和-8V以下的低电平,而芯片外部只需要接4个1μF的陶瓷电容,大幅降低了EMI辐射干扰和芯片的应用成本。而接收器的设计中应用了滞回电压比较器,使其产生了1.7V的高电平阈值电压和1.1V的低电平阈值电压,使接收器具有较高的灵敏度和抗干扰能力,并且传输延迟只有0.43μs。发送器模块因为输出的是RS-232电平,在用电荷泵的输出电压V+(8.83V)和V-(-8.57V)作为电源后,成功地实现了输出高电平+8.61V和低电平-8.47V,它的传输延迟为2.97μs。为了防止静电,本文用一个栅接地的NMOS管和一个栅接Vcc的PMOS管共同构成双二极管输入保护电路,实现了±15KV的ESD保护。在完成电路原理分析与电路设计的基础之上,还应用EDA软件Cadence Spectre对各个模块和整体电路进行了仿真,仿真结果均达到了预期的设计目标,验证了理论分析和电路设计的正确性。
论文目录
摘要Abstract1 绪论1.1 课题意思和发展背景1.2 IC的设计流程1.3 论文的内容安排2 RS-232通信接口芯片的介绍2.1 串行通信协议的介绍2.1.1 串行通信的基本介绍2.1.2 串行通信标准的发展2.2 RS-232串行接口特点2.2.1 DTE和 DCE2.2.2 连接器和电缆2.2.3 RS-232接口信号2.2.4 RS-232电气特性2.3 RS-232接口芯片功能介绍2.3.1 RS-232与TTL转换2.3.2 MAX232芯片的功能和特点介绍3 电荷泵电路的设计3.1 电荷泵的工作原理及特点3.1.1 电荷泵的工作原理及性能指标3.1.2 Dickson电荷泵的基本原理3.2 RS-232接口芯片电荷泵的设计3.2.1 RS-232接口芯片电荷泵的设计要求3.2.2 电荷泵主体部分的设计3.2.3 振荡器的设计3.2.4 控制电路的设计3.3 电荷泵整体的仿真4 发送器和接收器的设计4.1 发送器和接收器的性能要求4.2 接收器的设计4.2.1 比较器的设计4.2.2 接收器电路图的设计4.2.3 接收器参数性能的考虑4.3 发送器的设计4.3.1 发送器电路图的设计4.3.2 发送器性能参数的考虑5 静电保护电路的设计5.1 静电保护电路的基本原理5.2 静电放电的防护设计5.3 静电保护的测试方法6 整体电路的分析与仿真6.1 RS-232通信接口芯片的整体电路6.2 RS-232通信接口芯片的整体分析和仿真6.2.1 接收器的仿真6.2.2 发送器的仿真结论参考文献攻读硕士学位期间发表学术论文情况致谢
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标签:通信协议论文; 电荷泵论文; 发送模块论文; 接收模块论文;