RS232接口芯片的IC设计

RS232接口芯片的IC设计

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
  • Abstract
  • 1 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 DCE
  • 2.2.2 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
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  

    RS232接口芯片的IC设计
    下载Doc文档

    猜你喜欢