THVD4431EVM多协议收发器评估模块技术解析

Texas Instruments THVD4431EVM评估模块设计用于轻松演示THVD4431。THVD4431是一款RS-485/RS-232多协议收发器，支持全双工和半双工RS-485和3T5R RS-232配置。TI THVD4431EVM评估模块还采用环回模式，用于RS-232和RS-485，可实现片上诊断测试。

数据手册：*附件：Texas Instruments THVD4431EVM评估模块数据手册.pdf

特性

• 用于VCC 和VIO 连接的八个附加电源去耦电容器焊盘
• 0603电阻焊盘可用于在VIO 和VCC 端子的GND和EARTH连接之间创建电阻链路
• THVD4431RHA预安装到评估模块上
• 通过端子和接头引脚访问RS-232和RS-485总线信号
• 控制和数据信号的指示器（仅限V IO > = 3.3V的情况）

布局

一、产品核心特性

1. 多协议集成架构

THVD4431是TI首款集成RS-485与RS-232的多协议收发器，采用创新设计实现：

• ‌3T5R RS-232通信‌：支持3个发射器与5个接收器配置
• ‌双模RS-485通信‌：支持半双工与全双工工作模式
• ‌智能诊断功能‌：集成RS-232/RS-485环回测试模式
• ‌引脚共享技术‌：通过MODE选择引脚实现协议切换

2. 关键电气参数

参数	规格范围	特殊功能
电源电压	3-5.5V(VCC)	集成电荷泵
逻辑电压	1.65-5.5V(VIO)	支持低压MCU接口
传输速率	最高20Mbps	可编程摆率控制
ESD保护等级	IEC 61000-4-4	集成Level 4保护
工作温度	-40°C至125°C	工业级可靠性

二、评估模块硬件设计

1. 电源系统配置

‌单电源模式‌：

• J12跳线短接使VIO=VCC
• J10端子接入3-5.5V电源
• 典型电流消耗28.5mA(空载)

‌双电源模式‌：

• J12跳线保持开路
• J10接3-5.5V(VCC)
• J11接1.65-5.5V(VIO)
• 支持逻辑电平转换功能

2. 工作模式配置

通过J9接口控制引脚设置：

• ‌M0/M1/M2‌：模式选择(参见表2-1)
• ‌SLR‌：摆率选择(20Mbps/500kbps)
• ‌TERM_TX/TERM_RX‌：集成120Ω终端电阻控制

‌模式编码表‌：

M2	M1	M0	工作模式
0	0	0	RS-232环回测试
0	0	1	3T5R RS-232模式
0	1	0	半双工RS-485
0	1	1	全双工RS-485
1	1	1	RS-485环回测试

三、诊断与测试方法

1. 环回测试流程

‌RS-232模式‌：

1. 设置M2=0,M1=0,M0=0
2. 通过L1-L8发送测试模式
3. 监测R1-R8返回信号完整性

‌RS-485模式‌：

1. 设置M2=1,M1=1,M0=1
2. 启用内部驱动器短路
3. 验证接收数据与发送数据一致性

2. LED状态指示

当VIO≥3.3V时，板载LED提供实时状态显示：

• ‌ 红色LED(D1-D8) ‌：对应L1-L8信号活动
• ‌ 绿色LED(D9-D10) ‌：电源状态指示
• ‌ 控制信号LED(D11-D18) ‌：显示SLR/DIR等控制引脚状态

四、设计注意事项

1. ‌ESD防护‌：操作时需佩戴防静电手环，存储时保持于防静电袋中
2. ‌热管理‌：RHA封装θJA=31.5°C/W，建议四层PCB设计
3. ‌版本兼容‌：注意THVD4431RHA的引脚9/16在不同版本功能差异
4. ‌EMI对策‌：2.3MHz固定频率PWM工作，建议添加共模扼流圈