ZHCUBU9 March 2024 THVD4421
2.2 电路板设置和操作
配置 THVD4421EVM 的电源后，设置电路板以开始运行。在电路板运行之前，必须先配置运行模式和控制引脚。图 3-1 展示了 J5 接头引脚的映射；假设电路板布局为 J6 位于 EVM 的左上角。编号框对应于原理图中所示的 J9 的引脚编号。
图 2-1 THVD4421EVM 控制信号接头映射要选择配置选项，请根据图 3-1 在 J5 上找到相关的信号。如果需要较低的值，则将连接到相关信号的顶行接头引脚分流到左侧的引脚。如果需要较高的值，则将连接到相关信号的底行接头引脚分流到左侧的引脚。接下来，运行模式由工作模式决定。运行模式由分别通过 J5-11/12 和 J5-15/16 连接到 U1 的 M0 和 M1 控制。
| M1（J5-15；J5-16） | M0（J5-11；J5-12） | 模式 | 注释 |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | RS-232 环回 | L3 反映在 L2/R2/R3；L4 反映在 L1/R4/R1。 |
| 0 | 1 | RS-232 | 2T2R 模式；L3、L4 是 RS232 驱动器的逻辑输入；L1、L2 是逻辑输出。 |
| 1 | 0 | 半双工 RS-485 | L2 是 RX 逻辑输出；L3 是驱动器逻辑输入；R1/R2 分别为总线反相和同相端子。 |
| 1 | 1 | RS-485 全双工 | R1/R2 是反相和同相驱动器端子；R3/R4 是同相和反相接收器端子。 |
选择模式后，可以配置其他功能和控制信号，或将它们连接到 DIR 和 /SHDN 信号的信号源。
| 信号 | 信号跳线 + 引脚 ID | 关联的 GND 引脚 | 逻辑“0”操作 | 关联的 VIO 引脚 | 逻辑“1”操作 |
|---|---|---|---|---|---|
| SLR | J5-3；J5-4 | J5-2 | RS485：20Mbps RS232：1Mbps | J5-1 | RS485：500kbps RS232：250kbps |
| DIR | J5-7；J5-8 | J5-6 | RS485：RX 模式 | J5-5 | RS485：TX 模式 |
| TERM_TX | J5-23；J5-24 | J5-22 | RS485 TX：未端接 | J5-21 | RS485 TX：使用 120Ω 进行端接 |
| TERM_RX | J5-27；J5-28 | J5-26 | RS485 RX：未端接 | J5-25 | RS485 RX：使用 120Ω 进行端接 |
| /SHDN | J5-31；J5-32 | J5-30 | 器件处于关断模式 | J5-29 | 器件运行 |
为确保正常运行，必须在通信开始前配置模式引脚以及 TERM_TX 和 TERM_RX 引脚。
THVD4421 的逻辑引脚和总线引脚
THVD4421 的所有不同模式都共用逻辑引脚（用前缀 (L) 表示）和总线引脚（用前缀 (R) 表示）。
逻辑引脚用于 THVD4421 与控制器的接口连接。逻辑引脚由 VIO 电压供电并受此电压限制，这意味着这些引脚可接受 GND 至 VIO 输入电压，并可输出 GND 至 VIO 电压。当引脚方向为 J6 位于左上角时，所有逻辑引脚 L1 – L4 都可以通过填充电路板左侧的 4x2 接头 J1-J4 进行访问。图 3-2 展示了接头引脚排列。
图 2-2 逻辑侧数据 I/O 接头映射每个单独 (L) 引脚的功能取决于 THVD4421 的运行模式。
另一方面，总线引脚是可耐受更高电压的引脚，可与 RS-485 或 RS-232 配合使用，具体取决于所选的运行模式。根据使用模式，可以通过几种不同的方式访问总线引脚。RS-232 和 RS-485 模式均将所有 R 引脚信号路由至 4x2 接头 J14。如果接头 J14 的每一行均分流，则所有信号 R1-R4 在 D-SUB 连接器 J18 上均可用。如果接头 J12 和 J13 分流，则端子块 J17 上的 R1 和 R2 信号可用。如果接头 J10 和 J11 分流，则端子块 J16 上的 R3 和 R4 信号可用。下表简要概述了这方面的情况。
| U1 引脚 | 输出选项 1 | 输出选项 2 | 输出选项 3 | 输出选项 4 |
|---|---|---|---|---|
R1 | J14；第 1 行；第 1 列 | J12；第 1 列 | J17（如果 J12 分流） | J18（如果 J14 第 1 行分流） |
R2 | J14；第 2 行；第 1 列 | J13；第 1 列 | J17（如果 J13 分流） | J18（如果 J14 第 2 行分流） |
R3 | J14；第 3 行；第 1 列 | J10；第 1 列 | J16（如果 J10 分流） | J18（如果 J14 第 3 行分流） |
R4 | J14；第 4 行；第 1 列 | J11；第 1 列 | J16（如果 J11 分流） | J18（如果 J14 第 4 行分流） |
这些引脚的连接方式取决于最终用户所选择的运行模式和个人偏好。
RS-232 操作
了解器件和 EVM 的总体架构后，更全面地了解 RS-232 运行模式非常重要。当分别进入 M1 和 M0 的模式 001 时，该器件进入 RS－232。
| 模式 | L1 | L2 | L3 | L4 | R1 | R2 | R3 | R4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 01 | 未使用 | 控制台侧 RX | 控制台侧输入 | 控制台侧输入 | RS-232 总线输入 | RS-232 总线输入 | RS-232 总线输出 | RS-232 总线输出 |
这通常称为 2T2R 设置，因为它有 2 个发送器和 2 个接收器。在单独的收发器级别，发送或接收的 RS-232 信号类型对于收发器来说并不重要，因为无论 RS-232 信号类型如何，PHY 层特性都是相同的。但是，此特定配置通常与以下 RS-232 信号一起使用：TX、RX、RTS 和 CTS。虽然没有严格要求进行这种信号配置，但大多数 2T2R RS-232 应用都使用这些信号，并且需要这种配置。如果使用 J18（DSUB 连接器），则连接器的引脚排列模仿上述 RS-232 电缆的标准放置。
| U1 引脚 | 标准 RS-232 电路助记符 | J18 引脚 |
|---|---|---|
| R1 | RX | 2 |
| R2 | CTS | 8 |
| R3 | TX | 3 |
| R4 | RTS | 7 |
许多 RS-232 测试计划通常还需要环回测试。THVD4421 集成了 RS-232 环回模式，使测试变得快速而简单。当分别将器件置于 M1 和 M0 的模式 00 时，THVD4421 进入 RS-232 环回模式。这会导致 R2 与 R3、R1 与 R4 短路。该配置允许在 L4 上接收 L1 上的信号，同时也显示在引脚 R1 和 R4 上。查看 R2 和 R3 时也可以应用相同的原则。
| 模式 | L1 | L2 | L3 | L4 | R1 | R2 | R3 | R4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 00 | L4 的环回 RX | L3 的环回 RX | L3 -> R3 -> R2 -> L2 | L4 -> R4 -> R1 -> L1 | 短接至 R4 | 短接至 R3 | 短接至 R2 | 短接至 R1 |
RS-485 操作
介绍完 RS-232 工作模式后，我们将简要概述 RS-485 的工作模式。收发器的 RS-485 部分有两种不同的工作模式：半双工和全双工。
半双工运行是 RS-485 的一种非常常见的实现方式，当 M1 和 M0 的模式分别为 10 时，就进入此工作模式。在半双工模式下，收发器共用面向接收和发送总线的引脚（在 THVD4421 上用 R# 表示）；这允许在两根线上进行异步双向通信，但代价是总线一次只能有一个驱动器，而器件无法同时接收和发送数据。
| 模式 | L1 | L2 | L3 | L4 | R1 | R2 | R3 | R4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 未使用 | 控制台侧 RX | 控制台侧 TX | 未使用 | 面向同相总线的引脚 | 面向反相总线的引脚 | 未使用 | 未使用 |
默认情况下，禁用所示的端接电阻器。在半双工模式下，TERM_RX 是一个无关紧要的值，集成的端接仅由 TERM_TX 控制。驱动器输入连接到 L3，而 RS-485 控制台侧输出为 L2。
下一个运行模式是全双工运行，分别是 M1 和 M0 的模式 11。这种运行模式将 RS-485 收发器的驱动器和接收器分开，从而形成 4 信号线接口。
| 模式 | L1 | L2 | L3 | L4 | R1 | R2 | R3 | R4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 未使用 | 控制台侧 RX | 控制台侧 TX | 未使用 | 面向同相总线的驱动器 | 面向反相总线的驱动器 | 面向同相总线的接收器 | 面向反相总线的接收器 |