RS-232特性的解釋方式使選擇合適的RS-232通信IC以滿足任何系統需求的方式變得容易。特別注意信號擺幅、壓擺率、增強型ESD保護以及高達1Mbaud的數據速率。引入了RS-232兼容與RS-232兼容的概念，其中系統需求可能提示高數據速率或低電源電壓。產品具有自動關斷至低功耗模式和自動喚醒、低電源電壓、高ESD保護、可編程邏輯閾值以及高數據和壓擺率等，可滿足低功耗系統需求。

為了幫助您為應用程序選擇最合適的部件，本文介紹了可用的不同功能。

電源

另一篇文章“為您的電源電壓選擇和使用RS-232接口器件”介紹了可用于不同電源 電壓的RS-232器件。

數據速率

幾乎所有Maxim RS-232器件的發送和接收數據速率高達120kbps，大多數器件的速率高達250kbps。所有這些都是在符合RS-30規范（正式稱為TIA/EIA-232-F）中指定的232V/μs最大壓擺率的情況下完成的。可提供更高的數據速率，但需要特別提及。

兆波特

MegaBaud是Maxim用于RS-232邏輯電平兼容數據速率（1Mbps或更高）的術語。敏銳的觀察者會注意到，這里使用的“兼容”一詞與“合規”相對。這是一個微妙而重要的點，需要進一步解釋。RS-232規范中深埋有一個限制，即發送器的壓擺率必須小于30V/μs。指定此限制是為了使RS-232成為簡單的物理接口。如果沒有這個限制，就必須更密切地關注輻射發射和一些傳輸線效應等問題。雖然這種壓擺率限制使物理接口更簡單，但它也有效地限制了可以合理使用的最大數據速率。Maxim生產一系列能夠工作在MegaBaud的器件中，除壓擺率限制外，均符合RS-232規范。為了確保物理接口保持簡單，這些系列器件仍然有壓擺率限制，但限值高于RS-232規范（MAX150E為3237V/μs）。

這一切意味著什么？對于初學者來說，這些部件并不嚴格符合RS-232標準。換句話說，如果將具有MegaBaud功能的器件插入普通的RS-232兼容端口，則即使在低至20kbps的數據速率下也無法保證正常運行。然而，實際上，較低的數據速率可能會正常工作。但以 1Mbps 的速度運行是另一回事。為了保證 1Mbps 的數據速率，電纜的兩端都必須具有能夠進行 MegaBaud 操作的部件。

一些具有MegaBaud功能的部件上可用的一個有趣的功能是標記為MBAUD的引腳。參見圖1。該引腳將器件配置為以低于 232V/μs 的符合 RS-30 標準的壓擺率工作，或以更高的壓擺率工作，以允許 MegaBaud 工作。這意味著該零件具有兩全其美的優勢。當連接到普通RS-232端口時，該器件可以在真正符合RS-232的模式下工作;但是，當它連接到另一個具有 MegaBaud 功能的部分時，它可以切換齒輪并以 1Mbps 或更高的速度傳輸。

圖1.MAX3237具有標有MBAUD的引腳，允許在符合RS-232標準的250kbps數據速率和1Mbps數據速率之間切換。

擴展靜電放電

所有Maxim器件的所有引腳均采用ESD保護結構，以防止在處理和組裝過程中遇到的靜電放電。Maxim的標準RS-232器件提供> = 2kV ESD保護。Maxim的+/-15kV保護器件通過在其RS-15發送器輸出和接收器輸入引腳上提供（人們可能懷疑的）+/232kV保護來改善這一點。生活中的一切都是有代價的，而增加的ESD保護成本很小。+/-15kV保護器件通常與標準器件具有相同的引腳排列和功能，無需修改電路板布局即可輕松替換這些器件。MAX202和MAX202E就是兩個這樣的器件的例子。MAX202具有標準保護級別，而MAX202E具有+/-15kV保護。

某些應用要求RS-15引腳和CMOS引腳均具有+/-232kV ESD保護。一個典型的例子是手機。為了節省成本和尺寸，手機本身不包含RS-232收發器。相反，它將CMOS級信號從手機底部的連接器中帶出。例如，如果手機所有者想要連接到筆記本電腦的RS-232端口，他或她必須購買一根特殊的電纜，有時被稱為“數據塊”。該數據包在電纜本身內安裝了一個RS-232收發器。參見圖2。這增加了電纜的成本;但從長遠來看，由于銷售的電纜比手機少，因此可以節省資金。這是個好消息。壞消息是，現在RS-232發射器和接收器的兩側都連接到連接器，使它們面臨更高的ESD風險。在這種情況下，可能需要在發射器和接收器的CMOS和RS-232側擴展ESD保護。Maxim有幾個部分可以做到這一點。示例包括MAX3238E、MAX3237E、MAX3248E、MAX3380E和MAX3381E。

重要的是要注意我們的零件在ESD沖擊期間的反應。部件不僅不會因低于其額定值的ESD撞擊而損壞，而且還可以繼續正常工作，而無需回收電源。此外，它們在上電、斷電和關斷時具有 ESD 沖擊保護。

圖2.MAX3238E和MAX3248E在典型的“數據塊”應用中;由于RS-232信號和CMOS信號都帶到連接器，因此它們在這些引腳上具有+/-15kV ESD保護。

自動關機

自動關機是一項旨在節省電量的功能。它的工作原理是，只要檢測到RS-232接口未被使用，就將RS-232設備置于低功耗關斷模式。

在現實世界中，許多RS-232設備只使用了一小部分時間。例如，大多數筆記本電腦用戶通常根本不使用RS-232端口。如果RS-232端口沒有連接任何東西，則將RS-232器件置于低功耗模式是有意義的。自動關機是一項旨在做到這一點的功能。它特別強大的原因是它不需要任何處理器參與。這意味著無需在軟件中進行特殊配置即可節省電力。

自動關斷通過監控接收器的RS-232側來工作。當連接到另一個RS-232設備時，接收器將看到低于-232V或高于+3V的有效RS-3信號。另一方面，如果沒有連接任何東西，接收器通常會接地。如果自動關斷功能檢測到所有接收器都在-.3V至+.3V之間，持續時間大于30μS，則假定未連接有效的發射器，并自動將自身置于低功耗模式。參見圖 3 和圖 5。如果任何一個接收器的輸入超過+2.7V或低于-2.7V，該器件將自動退出低功耗模式。參見圖 4 和圖 5。

圖3.如果所有接收器的輸入在+/-.3V之間，持續至少30μS，則進入自動關斷狀態。

圖4.如果任何接收器超過+/-2.7V，則退出自動關斷。

圖5.進入和退出自動關機的行程級別。

在低功耗模式下，發射器和發射器使用的電荷泵轉換器關閉。但是，由于接收器本身需要很少的電流來工作，因此它們保持活動狀態。總體效果是MAX3的靜態電流從1.1mA降低到10μA（最大值為3221mA至100μA）。重要的是要記住，一旦在接收器上檢測到有效的RS-232電平，發射器需要<>μS才能完全激活。

具有自動關機功能的部件示例：

MAX221/E

MAX3212

MAX3218

MAX3221

MAX3223

MAX3243

強制開啟/強制關閉*

所有具有自動關斷功能的器件都有兩個引腳，分別標記為“強制開啟”和“強制關閉*”。這些引腳允許用戶通過軟件控制手動覆蓋自動關斷功能。將 ForceOff* 拉低將強制器件進入關斷狀態。這獨立于部件的當前狀態而發生。拉力 On 高強制部件進入正常運行狀態，同樣與部件的當前狀態無關。如果兩個 ForceOff* 都被拉低，而 ForceOn 被拉高，則該器件將被強制關斷。見表2。

圖6.自動關斷器件，如MAX3221，引腳標有ForceOn、ForceOff*和Invalid*，可增加其功能。

無效*

自動關斷的另一個方便功能是無效*引腳。只要任何一個接收器上存在有效的RS-232電平，該引腳就會變高。這表明連接了另一個RS-232設備。處理器可以監視此引腳，讓軟件知道何時可以使用該端口。例如，在使用RS-232器件作為調試端口的系統中，這可能很有幫助。在正常操作中，調試端口通常沒有任何連接。但是，每當出現問題時，技術人員都會連接到端口并下載調試信息。通過監視 Invalid* 引腳，處理器可以判斷技術人員何時連接并可以執行其調試例程。

具有自動關機功能的部件示例：

MAX221/E

MAX3212

MAX3218

MAX3221

MAX3223

MAX3243

自動關機增強版

Autoshutdown Plus與Autoshutdown類似，因為它旨在通過在不使用RS-232設備時關閉RS-30設備來節省功耗。然而，不同之處在于，只要信號在 232 秒內沒有任何活動，自動關閉 Plus 就會自行關閉。這適用于收發器連接到RS-<>端口但不發送數據的應用。

Autoshutdown Plus 具有與 Autoshutdown 相同的功能，例如 ForceOn、ForceOff* 和 Invalid*。但是，關于Autoshutdown Plus，有一些有趣的事情需要注意。首先是Autoshutdown Plus監控接收器和發射器的活動。第二，如果 Invalid* 行同時綁定到 ForceOn 和 ForceOff*，則可以使 Autoshutdown Plus 的行為類似于 Autoshutdown。參見圖 7。

圖7.通過將 ForceOn 和 ForceOff* 輸入連接到 Invalid* 輸出，可以使自動關斷增強型器件的行為類似于自動關斷器件。

具有自動關機增強功能的部件示例：

MAX3224/E

MAX3225/E

MAX3226/E

MAX3227/E

MAX3238/E

MAX3244/E

MAX3245/E

MAX3320

MAX3386

MAX3387

MAX3235E

MAX3318/E

MAX3319/E

MAX3248/E

接收器在關斷和使能時處于活動狀態*

大多數RS-232器件的接收器在關斷時保持活動狀態（假設器件本身可以進入關斷狀態）。起初，這似乎沒有意義。將器件置于關斷狀態的原因是為了節省功耗。保持接收器處于活動狀態意味著該器件比其他方式消耗更多的電流。雖然這是真的，但保持接收器活動狀態的懲罰是最小的。例如，MAX3223的典型功耗僅為1μA，最大功耗為10μA，兩個接收器均處于關斷狀態。

與MAX3223一樣，大多數接收器在關斷時處于活動狀態的器件也具有EN*引腳。將該引腳拉低會使接收器的輸出進入高阻態。要了解此引腳的原因，請參見圖 8。在許多情況下，RS-232部分連接到UART。當RS-232器件處于關斷狀態時，系統從UART斷開電源以節省功耗的情況并不少見。這意味著UART的Vcc引腳將接地。如果RS-232接收器的輸出為高電平，它將對UART內置的保護二極管進行正向偏置。這會導致電流過大，從而破壞了將設備置于關閉狀態的整個目的。EN* 引腳允許接收器輸出進入高阻態，從而避免了此問題。

圖8.部分Maxim RS-232器件具有EN*引腳，允許接收器進入高阻態模式，這樣接收器就不會為節省功耗而對電源已關斷的器件進行正向偏置。

Maxim的幾個器件的接收器在關斷時不處于活動狀態，提供了一個額外的接收器，并聯到一個常用的接收器上。參見圖 9。這允許UART斷電，同時還允許RS-232端口被其他電路監控活動。

圖9.MAX3243有一個額外的接收器R2OUTB，即使其他接收器進入高阻態輸出狀態，它仍然保持工作狀態。

Vl 引腳

Vl 引腳允許在接收器輸出和發送器輸入上設置可編程邏輯閾值。這在具有多個電源電壓和/或多個邏輯電平的系統中變得很有價值。沒有Vl引腳功能的器件，如MAX3222E，具有基于Vcc電源的邏輯門限。MAX3222E采用3.3V電源供電時，發送器輸入邏輯高電平為2.0V，低電平為.8V。接收器輸出為高電平 = 3.2V（典型值）和低電平 = .4V （最大值）。隨著越來越多的系統使用2.5V甚至1.8V邏輯電平，如果沒有某種類型的電平轉換器，MAX3222E將無法工作。具有Vl引腳功能的器件可解決此問題。圖3386所示的MAX10E就是一個例子。雖然器件本身仍工作在3.0V至5.5V，但Vl引腳設置邏輯門限。

圖 10.MAX3386E包括一個Vl引腳，允許為混合電壓系統設置邏輯門限。

兼容與合規

TIA/EIA-232-F規范規定接收器閾值必須在+/-3V之間。在理想情況下，這意味著發射器必須擺動至少+/-3V。但是，這留下了0V噪聲容限。耦合到線路上的任何噪聲都可能導致數據錯誤。因此，RS-232規范規定發射器必須擺動至少+/-5V。這為系統提供了非常強大的2V最小噪聲容限。但與此同時，這一最低要求使得在沒有額外電源轉換器的情況下，在+/-5V供電系統中無法滿足該規格。例如，如果5V電源實際上低5%（4.75V），則理想的發射器只能擺動高達4.75V。雖然這種擺動不是真正符合RS-232標準，但與符合RS-232標準的接收器一起正常工作已經綽綽有余了。換句話說，該理論部分與RS-232兼容，但不符合RS-232標準。

這種區別很重要，因為兼容RS-232但不符合RS-232標準的器件可以由+/-5V電源供電，而無需電荷泵。沒有電荷泵，零件變得更小、更便宜。MAX3314E就是這種情況。MAX3314E采用+/-5V +/-5%電源供電，滿載時保證+/-3.7V擺幅。該擺幅足以正確驅動所有符合RS-232標準的接收器，但噪聲容限從2V降低到.7V。正在考慮做出這種折衷的設計人員必須仔細權衡更小尺寸和低成本的優勢與這種降低噪聲裕度，以及他們的系統不會真正符合RS-232標準的事實。

圖 11.MAX3314E采用+/-5V電源供電，但沒有電荷泵倍增器和反相器。這使得該器件更小、更便宜、兼容 RS-232，但不符合 RS-232 標準。

另一個有趣的Maxim器件是MAX3316。這部分從另一個方向處理情況。它設計用于在由 2.25V 至 3.0V 供電的系統中運行。以前，Maxim解決方案僅支持基于電感的器件，如MAX3218。基于電感的解決方案效果很好，符合RS-232標準，但往往比電容解決方案體積更大，價格略高。MAX3316提供基于電容的解決方案，但代價是兼容RS-232，不兼容RS-232。它的工作原理與3.0V至5V器件完全相同，只是其電荷泵設計為可在低至2.25V的電壓下工作。由于電源電壓較低，該器件無法保證符合RS-232標準的輸出擺幅，但可以確保+/-232.3V的RS-7兼容輸出。

*這表示低電平有效信號;圖中文本上方的行表示相同的內容。

審核編輯：郭婷