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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。