主板串口RS232芯片烧毁问题分析（RS232作用及电路图）

屈育成 2018-05-17 51644

接口/总线/驱动

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描述

　　rs232电气特性

　　EIA-RS-232C对电气特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。

　　在TxD和RxD上：

　　逻辑1（MARK）=-3V～-15V

　　逻辑0（SPACE）=+3～+15V

　　在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：

　　信号有效（接通，ON状态，正电压）=+3V～+15V

　　信号无效（断开，OFF状态，负电压）=-3V～-15V

　　以上规定说明了RS-232C标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平高于+3V；对于控制信号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态（OFF）即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在-3V～-15V或+3V～+15V之间。

　　EIA RS-232C 与TTL转换：EIA RS-232C 是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA RS-232C 与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TTL电平到EIA电平的转换，而MC1489、SN75154可实现EIA电平到TTL电平的转换。MAX232芯片可完成TTL←→EIA双向电平转换。

　　rs232缺陷

　　（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

　　（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps；因此在CPLD开发板中，综合程序波特率只能采用19200，也是这个原因。

　　（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。

　　（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在15米左右。

　　RS232典型应用电路

　　RS232串行通信电路

　　AVR系列单片机都带有异步串行接口，而我们现在学习的ATmega64更是有两个串口。我们知道单片机的电平一般都是TTL电平（关于TTL电平与CMOS电平等其他电平的区别，我们以后单独详解），而计算机的串口是RS-232电平，这两种电平不能互相匹配，所以如果将这两种电平互联，需要一个电平转换电路，本实例中使用常用的MAX232芯片，它实现RS-232电平和TTL电平的互换。

　　在MAX232的数据手册中，有这个芯片的典型连接电路，我们直接采用这种电路即可。关于MAX232的连接电路，其实非常简单，我们只要记住4电容（或5电容）就可以了。这里的4电容指的是电路中只需要连接4个电容就可以;至于5电容，多出来的那个电容是连接VCC和GND之间的电容，这个电容可以不接，但是从考虑电源的稳定性上来说，建议接上。至于电路中电容大小的选择可以参考数据手册，需要注意的是这里要用无极性电容（不区分正负极）。电容值一般有三种选择0.1uF、1uF、10uF.电容值的大小会影响到端口的驱动能力，电容大，驱动能力强，电容小，驱动能力弱。通常使用1uF的电容就足够了。

　　RS-232串行通信电路图如下所示：

RS232

　　rs232接口作用

　　RS-232是个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会（Electronic Industries Association，EIA）所制定的异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9个引脚（DB-9）或是25个引脚（DB-25）的型态出现，由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息，所用的传输线少，并且可以借助现成的电话网进行信息传送，因此，特别适合于远距离传输。对于那些与计算机相距不远的人－机交换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等，采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面，采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中，各 CPU 之间的通信一般都是串行方式。所以串行接口是微机应用系统常用的接口。

　　串口RS232芯片烧毁问题的说明及预防措施

　　1、问题分析和风险

　　（1）问题现象：主板不开机。从客户处了解，在开机插拔串口线时，闻到烧焦的味道。后续无法正常开机。

　　（2）测量分析：

　　a.主板U10（芯片型号为TI的GD75232，功能为串口TTL信号转串口RS232信号）烧毁，外围器件和电压正常，更换U10后测试主板功能及串口芯片（SIO）均正常。与U10串口TTL信号相连的SIO耐压为最大5.5V，因SIO未出现异常，判断U10烧毁部分为外接DB9接口的RS232部分。查U10规格书RS232的耐压范围为：-30~30V。

RS232

　　b.量测NF串口地和客户，上位机USB口的地之间存在约230欧姆的阻值。分析为客户使用的USB转串口线地连接不良。这样上位机和的地没有处于等电位，存在一定电压差。

　　c.以上判断引起U10烧坏的原因为接地不良，通过串口线引入的高压击穿U10。

　　（3）。风险：接口接地不良导致上位机和NF各自的地及RS232信号之间存在电位差，可能会导致串口通讯失败，或者击穿烧毁U10，也可能出现U10击穿后高压通过TTL信号烧毁SIO芯片。

　　2、预防措施

　　（1）上位机和NF分别良好接地。NF的机箱，主板地，电源地已通过固定螺丝和接口弹片已经良好连接。可以通过以下方式做到良好接地：

　　a.通过机箱螺丝连接地线接到机房地线。

　　b.电源线连接的电源排插做好接地。

　　（2）上位机和 NF通讯的线材选用地连接良好的线材。如以上客户使用的USB转串口线，需要选用USB接口地和串口端的地之间阻抗为0的线材。

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