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MS721——仪表总线(M-Bus)从站收发电路

王子文 来源:jf_30348363 作者:jf_30348363 2024-10-29 16:29 次阅读

产品简述

MS721是为M-Bus标准(EN1434-3)的应用而开发的单片收发

电路。MS721接口电路可以适应从站与主站之间的电压差,总

线的连接没有极性要求,电路由主站通过总线供电,这样从站

电池就不会增加额外的负载,同时还集成电源失效功能。作为

接收端时,内置动态电平识别电路;作为发射端时,内置有可

编程电流源。MS721还集成一个3.3V的直流稳压源,在总线

出现故障后,延迟一段时间后再关断。

wKgZomcgmZiAZlHcAABXjEyqvcQ822.png

主要特点

◼符合 EN1434-3 标准(从站)

◼具有动态电平识别的接收逻辑电平

◼通过电阻可调节接收电流

◼无极性连接

◼防掉电功能

◼模块电压切换

◼提供 3.3V 稳压源

◼远程供电

◼支持高达 9600 波特率的半双工的 UART 协议

◼从站的电源选择:

—通过输出管脚 VDD,由总线供电

—通过输出管脚 VDD,由总线供电或者由备用电池供电

—通过电池供电,只在数据传输时总线有效

应用

◼M-Bus 总线从站接口电路

产品规格分类

wKgaoWcgmeCAYCh1AAAi6ncZGeI773.png

管脚图

wKgZomcgmfaAckzKAABlgcm3oQg385.png

管脚说明

wKgaoWcgmgiAIScBAAF8im4Cro4508.png

内部框图

wKgaoWcgmh6ACb79AADy1hPD5dc452.png

极限参数

芯片使用中,任何超过极限参数的应用方式会对器件造成永久的损坏,芯片长时间处于极限工作

状态可能会影响器件的可靠性。极限参数只是由一系列极端测试得出,并不代表芯片可以正常工作在

此极限条件下。

wKgaoWcgmkiAI3QFAAC22ar8Ip4194.png

推荐工作条件

除非另有说明,所有参数在室温范围内测得。

wKgZomcgmnaAB6v9AACzGTEVQG4309.png

注:1. 所有的电压都是相对 GND 端口测量的,除非另有说明。

2. VBAT(max)≤VSTC-1V。

电气参数

除非另有说明,所有参数在室温范围内测得。

wKgaoWcgmrqATimOAAHqPYkmVeY855.png

如有需求请联系——三亚微科技 王子文(16620966594)

wKgaoWcgmuqAVNi2AAIlSuBl4Dg621.png

wKgZoWcgmw-ASSQzAACpTMKD2aA393.png

功能描述

数据传输,主站到从站

总线上的传号电压 VBUS = MARK 定义为:从站端 BUSL1 和 BUSL2 的电压差。它取决于主站到从站

的距离,因为距离影响了线缆上的压降。为使接收端不受影响,电压比较器 TC3 在 SC 端使用了动态参

考电平(见图 1)。

wKgaoWcgmy6AFjqPAACHQsHCxHs496.png

对于与数据内容无关的 UART 协议来说,这个比率是很重要的(例如:最坏情况,一个 11 位的

UART 协议,所有的数据为 0,那么只有结束位为 1)。这样就有足够的时间对电容 CSC 进行充电。根

据 VBUS=空号电压/传号电压的条件,输入电平监测比较器 TC3 比较总线上的调制电压,转换后输出到

反向输出端 TXI 和非反向输出端 TX。

数据传输,从站到主站

芯片采用电流调制的方式,从从站往主站传输数据。在调制过程中,总线电压不变。电流源调制

总线电流,主站监测调制电流。电流源 CS3 由反向输入 RXI 和非反向输入 RX 控制,电流源 CS3 的电流

可以通过外部电阻 RRIS 调节。调制期间,调制电路消耗的电流为 IMS 加上电流源 CS3 的电流。

wKgZoWcgm02AST7ZAABb6VRm2rI157.png

因为 MS721 为半双工设计,所以 RX 或 RXI 的输入数据由 ECHO 反馈到输出端 TX 和 TXI。如果从站

或者主站同时通过总线发送数据,TX 和 TXI 输出信号就为主站和从站输入信号叠加,表明从站发生了

数据冲突。总线需要一个恒定电流,总线上连接的每一个从站都消耗此电流。通过图 3 中的公式,可

以计算出可编程电阻 RRIS 的大小。

wKgaoWcgm2iAPjD7AABXyw3iVZk412.png

从站电源

MS721 内部集成一个 3.3V 的稳压源,该稳压源的电源由 STC 管脚的存储电容 CSTC 提供,而 STC 脚

的存储电容 CSTC 由电流源 CS1 的恒定电流 ISTC_use 进行充电,最大的 STC 电压被限定为 REF1,充电电流

ISTC_use 由管脚 RIDD 连接的外部电阻决定。RRIDD 大小可以通过下面的公式计算得出。

wKgZoWcgm4yAM6v3AADNNOArlu4554.png

总线故障时,VDD 关闭时间(toff)由系统电流 IVDD 和电容 CSTC 决定,在这段时间内,

需要完成数据的存储。图 5 说明了在总线电压 VBUS 关断后,

VVDD_off、toff 与 CSTC 之间的关系。

VS 输出端表示是由总线给从站供电,还是由电池给从站供电。VS 输出与 VDD 是同步的,

都是由比较器 TC1 控制。在 VS 输出端外接一个晶体管

可以实现总线供电和电池供电之间的切换。

wKgaoWcgnBSAPBa8AAD7vBvHyGQ738.png

典型应用电路

wKgZoWcgnCmANfl7AAFK36TOgKI797.png

如有需求请联系——三亚微科技 王子文(16620966594)

wKgZoWcgnDuADX3pAAGxVP5aEWo779.png

封装外形图

SOP16

wKgZoWcgnG-AE8OWAAD62AP73YM737.png

——爱研究芯片的小王

审核编辑 黄宇

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