آی سی ST3232B چیست؟

ST3232B یک ترنسیور RS-232 ساخت شرکت STMicroelectronics است که برای ایجاد رابط میان مدارهای دیجیتال با سطوح منطقی TTL/CMOS و تجهیزات مجهز به ارتباط RS-232 استفاده می‌شود. این قطعه با داشتن دو فرستنده (Driver) و دو گیرنده (Receiver)، امکان پیاده‌سازی ارتباط سریال دوطرفه را در بسیاری از مدارهای الکترونیکی فراهم می‌کند.

یکی از ویژگی‌های مهم، قابلیت کار با ولتاژ تغذیه 3 تا 5.5 ولت است. به همین دلیل می‌توان آن را در بسیاری از مدارهای مبتنی بر میکروکنترلر، پردازنده، تجهیزات اندازه‌گیری و سیستم‌های Embedded به کار برد. این تراشه همچنین از مدار داخلی Charge Pump برای ایجاد سطوح ولتاژ موردنیاز رابط RS-232 استفاده می‌کند.

اگر قصد خرید ST3232B را دارید، علاوه بر نام قطعه باید به پسوند شماره فنی، نوع پکیج و شرایط کاری آن نیز توجه کنید؛ زیرا نسخه‌های مختلف این خانواده از نظر پکیج با یکدیگر تفاوت دارند.

ST3232B چگونه کار می‌کند؟

میکروکنترلرها و پردازنده‌های دیجیتال معمولاً سیگنال‌های سریال را با سطوح منطقی مانند 3.3 یا 5 ولت تولید می‌کنند. این سطوح مستقیماً برای اتصال به یک رابط استاندارد RS-232 مناسب نیستند. در این شرایط ST3232B بین بخش دیجیتال مدار و خط RS-232 قرار می‌گیرد.

طی مسیر ارسال، ورودی‌های منطقی مدار به پایه‌های فرستنده ST3232B وارد می‌شوند و بخش Driver سیگنال مناسب برای سمت RS-232 را ایجاد می‌کند. در مسیر دریافت نیز سیگنال واردشده از خط RS-232 توسط Receiverهای داخلی دریافت شده و به سطح منطقی مناسب برای مدار دیجیتال تبدیل می‌شود.

بنابراین وظیفه اصلی ST3232B تبدیل و تطبیق سطوح سیگنال میان TTL/CMOS و RS-232 است.

نکته مهم این است که ST3232B خود یک UART نیست و ساختار داده، Baud Rate، Start Bit، Stop Bit یا سایر تنظیمات پروتکل سریال را تعیین نمی‌کند. این موارد توسط UART میکروکنترلر یا پردازنده مدیریت می‌شوند و ST3232B وظیفه رابط الکتریکی با خط RS-232 را بر عهده دارد.

مدار Charge Pump در ST3232B

برای ایجاد سطوح ولتاژ موردنیاز RS-232 از یک تغذیه کم‌ولتاژ، ST3232B از مدار داخلی Charge Pump استفاده می‌کند.

در کاربرد با تغذیه 3 تا 3.6 ولت، دیتاشیت استفاده از خازن‌های 0.1 میکروفاراد برای بخش Charge Pump و Bypass را نشان می‌دهد. مقدار خازن‌های پیشنهادی در ولتاژهای دیگر می‌تواند متفاوت باشد، بنابراین هنگام طراحی PCB بهتر است مدار Application Circuit و جدول مقادیر خازن در دیتاشیت بررسی شود.

این قابلیت باعث می‌شود بدون نیاز به ایجاد منبع تغذیه مثبت و منفی مجزا برای RS-232، بتوان رابط ارتباطی موردنیاز را با تعداد کمی قطعه خارجی پیاده‌سازی کرد.

ویژگی‌های آی سی ST3232B

از مهم‌ترین مزایا و قابلیت‌های این قطعه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پشتیبانی از استاندارد EIA/TIA-232
• دو Driver و دو Receiver مستقل
• ولتاژ تغذیه 3 تا 5.5 ولت
• مناسب برای مدارهای منطقی 3.3 و 5 ولتی
• نرخ انتقال داده تا حدود 400 kbps
• مصرف توان پایین
• استفاده از Charge Pump داخلی برای ایجاد سطوح RS-232
• نیاز به تعداد محدودی خازن خارجی
• محدوده دمای کاری صنعتی در نسخه‌های ST3232B
• عرضه در پکیج‌های 16 پایه مناسب طراحی‌های SMD

ترکیب این ویژگی‌ها باعث شده است ST3232B برای بسیاری از طراحی‌هایی که به یک آی سی رابط RS232 نیاز دارند، گزینه‌ای کاربردی باشد.

کاربردهای ST3232B

این ترنسیور را می‌توان در انواع تجهیزات دارای ارتباط سریال RS-232 استفاده کرد. از جمله کاربردهای متداول آن می‌توان به تجهیزات صنعتی و کنترلی، سیستم‌های Embedded، بردهای میکروکنترلری، دستگاه‌های اندازه‌گیری، تجهیزات مانیتورینگ، تجهیزات جانبی کامپیوتر و دستگاه‌هایی که از پورت سریال RS-232 استفاده می‌کنند اشاره کرد.

برای مثال، زمانی که UART یک میکروکنترلر باید به ورودی RS-232 یک تجهیز صنعتی، دستگاه اندازه‌گیری یا سیستم کنترلی متصل شود. ST3232B می‌تواند بخش رابط الکتریکی میان دو دستگاه را تشکیل دهد.

پکیج و مدل‌های ST3232B

هنگام انتخاب یا خرید آی سی ST3232B باید شماره فنی کامل قطعه بررسی شود. در حال حاضر دو نسخه متداول این خانواده عبارت‌اند از ST3232BDR و ST3232BTR که هر دو از نظر عملکرد اصلی به خانواده ST3232B تعلق دارند اما در نوع پکیج تفاوت دارند.

• ST3232BDR

ST3232BDR در پکیج SO-16 عرضه می‌شود. این نسخه برای طراحی‌هایی مناسب است که از پکیج SOIC/SO شانزده پایه استفاده می‌کنند.

نسخه B این قطعه دارای محدوده دمای کاری صنعتی 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد است.

• ST3232BTR

ST3232BTR در پکیج TSSOP-16L عرضه می‌شود. ابعاد کوچک‌تر این نوع پکیج می‌تواند برای PCBهایی که محدودیت فضا دارند مناسب باشد.

از نظر انتخاب قطعه، بنابراین تنها عبارت ST3232B کافی نیست و بهتر است شماره فنی کامل موردنیاز در BOM و طراحی PCB مشخص شود.

تفاوت ST3232BDR و ST3232BTR

تفاوت اصلی دو مدل ST3232BDR و ST3232BTR در نوع پکیج آن‌ها است:

ST3232BDR: پکیج SO-16
ST3232BTR: پکیج TSSOP-16L

بنابراین انتخاب میان این دو مدل بیشتر به Footprint طراحی، فضای موجود روی PCB و الزامات مونتاژ بستگی دارد. صفحه رسمی ST هر دو شماره فنی را به‌عنوان محصولات فعال خانواده ST3232B معرفی می‌کند.

نکات مهم در انتخاب ST3232B

پیش از جایگزینی ST3232B با یک آی سی RS232 دیگر، فقط مشابه بودن نام یا تعداد پایه‌ها را ملاک قرار ندهید.

پارامترهایی مانند Pinout، ولتاژ تغذیه، تعداد Driver و Receiver، سرعت انتقال داده، نوع پکیج، محدوده دمای کاری، خازن‌های موردنیاز Charge Pump و مشخصات الکتریکی ورودی و خروجی باید بررسی شوند.

به همین دلیل حتی اگر دو ترنسیور RS-232 از نظر عملکرد کلی مشابه باشند، جایگزینی مستقیم آن‌ها بدون مقایسه دیتاشیت توصیه نمی‌شود.

دیتاشیت ST3232B

برای طراحی مدار با این مدل آی سی، دیتاشیت رسمی STMicroelectronics مهم‌ترین مرجع فنی قطعه است.

در دیتاشیت می‌توان اطلاعات مربوط به Pin Configuration، مشخصات الکتریکی، نرخ انتقال داده، محدوده ولتاژ ورودی و خروجی، مدار پیشنهادی Charge Pump، مقدار خازن‌های خارجی، مشخصات پکیج و شرایط آزمون قطعه را مشاهده کرد.

به‌خصوص هنگام طراحی PCB یا انتخاب جایگزین برای ST3232B، بررسی دیتاشیت پیش از نهایی کردن مدار اهمیت زیادی دارد.

خرید ST3232B

هنگام خرید ST3232B ابتدا مشخص کنید که کدام نسخه از قطعه برای طراحی شما موردنیاز است. تفاوت میان ST3232BDR و ST3232BTR در پکیج می‌تواند مستقیماً بر سازگاری قطعه با PCB تأثیر بگذارد.

همچنین بهتر است پیش از سفارش مواردی مانند شماره فنی کامل، برند سازنده، نوع پکیج، شرایط کاری موردنیاز و مشخصات فنی درج‌شده در BOM بررسی شوند.

قیمت ST3232B نیز ممکن است با توجه به مدل دقیق، پکیج، تعداد سفارش، موجودی بازار و شرایط تأمین تغییر کند.

در eNabz می‌توانید مشخصات محصول را بررسی کرده و پس از اطمینان از تطابق شماره فنی و پکیج با طراحی خود، برای خرید آی سی ST3232B اقدام کنید.

چرا از ST3232B استفاده کنیم؟

ST3232B راهکاری نسبتاً ساده برای افزودن رابط RS-232 به مدارهای دیجیتال فراهم می‌کند. پشتیبانی از تغذیه 3 تا 5.5 ولت، وجود دو کانال فرستنده و دو کانال گیرنده، نرخ انتقال داده مناسب و Charge Pump داخلی از ویژگی‌هایی هستند که استفاده از این قطعه را در بسیاری از سیستم‌های الکترونیکی امکان‌پذیر می‌کنند.

اگر در یک پروژه نیاز است UART یک میکروکنترلر یا پردازنده با تجهیزی دارای رابط RS-232 ارتباط داشته باشد، ST3232B می‌تواند یکی از گزینه‌های مناسب برای پیاده‌سازی لایه رابط الکتریکی باشد.

سوالات متداول درباره ST3232B

1. ولتاژ کاری این آی سی چقدر است؟

ST3232B با ولتاژ تغذیه 3 تا 5.5 ولت کار می‌کند و به همین دلیل در بسیاری از سیستم‌های دیجیتال 3.3 و 5 ولتی قابل استفاده است.

2. چند Driver و Receiver دارد؟

این آی سی دارای دو Driver و دو Receiver است و می‌تواند دو مسیر ارسال و دو مسیر دریافت RS-232 را در اختیار طراح قرار دهد.

3. حداکثر سرعت چقدر است؟

STMicroelectronics این خانواده را به‌عنوان ترنسیور RS-232 با سرعت تا 400 kbps معرفی می‌کند. در جدول Timing Characteristics دیتاشیت، نرخ 300 kbps به‌عنوان مقدار حداقل و 400 kbps به‌عنوان مقدار تیپیک در شرایط آزمون مشخص درج شده است.

4. ST3232BDR و ST3232BTR چه تفاوتی دارند؟

تفاوت اصلی آن‌ها در پکیج است. ST3232BDR در پکیج SO-16 و ST3232BTR در پکیج TSSOP-16L ارائه می‌شود.

5. آیا این آی سی برای مدارهای 3.3 ولتی مناسب است؟

بله. محدوده تغذیه این قطعه از 3 ولت آغاز می‌شود و برای بسیاری از مدارهای 3.3 ولتی مناسب است. هنگام طراحی باید مقادیر خازن‌ها و سایر شرایط مدار نیز مطابق دیتاشیت انتخاب شوند.

6. آیا ST3232B همان UART است؟

خیر. ST3232B یک ترنسیور و رابط الکتریکی RS-232 است. تولید و پردازش فریم UART معمولاً توسط میکروکنترلر یا پردازنده انجام می‌شود و ST3232B وظیفه تبدیل سطوح الکتریکی بین سمت TTL/CMOS و RS-232 را بر عهده دارد.

7. در چه تجهیزاتی استفاده می‌شود؟

این آی سی را می‌توان در سیستم‌های Embedded، تجهیزات کنترلی و صنعتی، بردهای میکروکنترلری، تجهیزات اندازه‌گیری، سیستم‌های مانیتورینگ و سایر دستگاه‌های مجهز به ارتباط سریال RS-232 استفاده کرد.

8. دیتاشیت ST3232B چه اطلاعاتی دارد؟

دیتاشیت رسمی شامل Pinout، مشخصات الکتریکی، مدار پیشنهادی، مشخصات Charge Pump، سرعت انتقال داده، اطلاعات پکیج و شرایط کاری است و بهتر است پیش از طراحی مدار یا انتخاب قطعه جایگزین بررسی شود.

مقایسه ST3232B با STM32F446RET7

ST3232B یک ترنسیور RS232 برای تبدیل سطوح سیگنال بین مدار دیجیتال و رابط RS232 است، در حالی که STM32F446RET7 یک میکروکنترلر با رابط‌های UART و USART محسوب می‌شود.
این دو قطعه جایگزین یکدیگر نیستند و در یک سیستم می‌توانند مکمل هم باشند؛ میکروکنترلر داده سریال را تولید می‌کند و ST3232B رابط الکتریکی RS232 را فراهم می‌کند.