ZHCT946 June 2025 SN74LVC1G3157 , TMUX1219
在當(dāng)今快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 格局中，客戶與企業(yè)運(yùn)營(yíng)商遠(yuǎn)程發(fā)送和接收信息的能力至關(guān)重要。配備藍(lán)牙?連接的智能儀表支持所有者、客戶和運(yùn)營(yíng)商無需物理連接即可使用熱表、燃?xì)獗?、水表和電表交換信息。將藍(lán)牙技術(shù)集成到智能儀表設(shè)計(jì)中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能耗、分析歷史數(shù)據(jù)以識(shí)別趨勢(shì)以及通過智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備遠(yuǎn)程訪問信息和警報(bào)。
為了支持智能儀表設(shè)計(jì)中各種設(shè)備之間的高效通信，UART（通用異步收收傳輸器）協(xié)議是數(shù)據(jù)傳輸?shù)某Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)。UART 因簡(jiǎn)潔、低成本、集成方便和低能耗而普及。但設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)實(shí)用型智能儀表系統(tǒng)時(shí)可能遇到各種挑戰(zhàn)。使用具有多個(gè) UART 通信端口的智能儀表微控制器 (MCU) 會(huì)增加成本并使設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。
在微控制器 (MCU) 上擴(kuò)展單個(gè) UART 端口的經(jīng)濟(jì)高效的方法是使用模擬多路復(fù)用器。2:1 多路復(fù)用器有助于實(shí)現(xiàn)智能儀表 MCU 與光收發(fā)器模塊之間的 UART 數(shù)據(jù)通信，同時(shí)還支持與 CC2340BLE 等 UART 藍(lán)牙器件直接通信。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和操作人員可以利用 2:1 多路復(fù)用器的控制邏輯在光收發(fā)器模塊與 CC2340BLE 等藍(lán)牙器件之間切換 MCU UART 端口。該設(shè)計(jì)整合無線藍(lán)牙通信技術(shù)，增強(qiáng)智能儀表系統(tǒng)的功能，同時(shí)簡(jiǎn)化整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)并降低成本。
圖 1 使用兩個(gè) 2:1 多路復(fù)用器擴(kuò)展智能儀表 MCU 的 UART 端口設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
- UART 是雙線通信方法：一條線用于傳輸數(shù)據(jù)（發(fā)送器），另一條條用于接收數(shù)據(jù)（接收器）。因此，設(shè)計(jì)人員可以使用兩個(gè)單通道多路復(fù)用器或一個(gè)雙通道多路復(fù)用器，如果單個(gè) UART 器件需要與另外兩個(gè) UART 器件進(jìn)行通信，設(shè)計(jì)人員需要使用 2:1 多路復(fù)用器來有效管理連接。
- MCU 側(cè) UART 電壓為 3.3V 和 5V。設(shè)計(jì)人員必須選擇能夠在以上電壓下運(yùn)行的多路復(fù)用器。
- UART 數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)約 5Mbps。因此，帶寬至少為 15MHz 的多路復(fù)用器必須能夠傳輸數(shù)據(jù)而不出現(xiàn)任何問題。TI 的大部分模擬開關(guān)和多路復(fù)用器產(chǎn)品組合均超過 15MHz 帶寬規(guī)格。
| 器件型號(hào) | VCC 范圍 (V) | 配置 | 帶寬 (MHz) |
|---|---|---|---|
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SN74LVC1G3157 |
1.65 至 5.5 | 2:1 1 通道 | 340 |
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TMUX1219 |
1.08 至 5.5 | 2:1 1 通道 | 250 |
|
TS5A23157 |
1.8 至 5.5 | 2:1 2 通道 | 220 |
參考資料
- 德州儀器 (TI)：低功耗 Bluetooth? UART 演示
- 德州儀器 (TI)：UART 應(yīng)用應(yīng)該使用什么模擬開關(guān)/多路復(fù)用器？[常見問題解答]