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RS485协议作为国际通用串口通信标准,拥有传输距离远、抗干扰能力强、连接线路简单、价格较低廉等特点,因此在工业领域、电力通讯、智能仪表以及数据采集中有着广泛的应用,现有的电能表普遍采用RS485组网通信和数据采集。本文设计一款带有无极性功能的RS485接口芯片,芯片满足RS485标准协议并且增加了无极性功能使芯片A、B端口能自适应总线上的极性,避免端口和总线反接带来通讯失败。本文基于RS485标准协议,选取HHgrace.18μm BCDMOS工艺,利用Cadence仿真平台,设计了一款半双工通信的无极性RS485芯片。芯片整体上分为驱动器、接收器、无极性功能模块、可靠性模块四个部分的设计,其中驱动器将TTL单端信号转化成差分信号,接收器是将差分信号转换成TTL单端信号,驱动器、接收器的这种差分传输方式能有效的抑制共模信号,极大减小了噪声对传输数据的影响。无极性功能部分实现A、B端口自适应总线上的极性。可靠性设计一方面是为增强驱动器和接收器性能,其中对于驱动器来说,通过增加过电压保护、过电流保护、过温度保护等模块使驱动器的性能更加可靠,而对接收器增加带故障保护结构使芯片具有开路和短路保护功能,另一方面是设计特定结构来优化芯片的性能,其中包括实现芯片静态时的低功耗、上电复位及热拔插保护等功能。本论文对以上四部分分别进行设计和仿真,其结果符合RS485标准协议和预设的参数指标。本文设计的无极性RS485芯片除了实现基本功能以外,芯片具有以下特点:首先,驱动器通过采用调整压摆率的方法来降低输出信号的振铃并且输出端口采用双重保护以防止总线和芯片内部的VCC或者GND反向导通使芯片存在安全隐患。其次,接收器通过调整差分阈值电压设计范围为-200mv—-50mv来获得短路或者开路保护的功能。再次,芯片增加了无极性功能模块实现将总线上有极性信号调制为无极性信号进行传输,本设计中极性调整时间设定约18ms。从此,设计的低功耗模块使芯片在不工作的状态下最大程度降低电路的能耗,在后续仿真结果中得到静态工作电流约为2.84uA。另外,本文设计过温度保护电路使芯片工作的温度范围限制为-40℃—85℃,有利于保护芯片和增强传输数据的可靠性。最后,芯片拥有上电复位功能,上电复位时间约为10us。