摘要
Maxim Integrated 的首款相容家庭總線系統 （HBS） 的收發器 MAX22088 提高了惡劣工業環境的性能。MAX22088 專為 Home Bus 系統而設計，不僅限於這些網路。本應用筆記示範了一種使用 MAX22088 HBS 相容收發器對 UART 數據包進行編碼和傳輸的簡單解決方案。
介紹
Maxim Integrated 推出了 MAX22088，這是其首款相容家庭總線系統 （HBS） 的收發器。MAX22088符合 HBS 標準，但也可用於其他類型的通訊系統。本應用筆記示範了如何使用 MAX22088 HBS 相容收發器和 MAX32660 微控制器生成和傳輸 UART 數據包。MAX32660 微控制器用於為主收發器生成 UART 數據包，另一個 MAX32660 用於解碼遠端收發器接收到的數據（圖 1）。使用兩個 MAX22088 EV Kit 驗證該方法，提供並討論了測試數據和代碼範例。
圖 1.簡化的框圖。
家庭總線系統 （HBS） 標準
在當今的家庭自動化 （HA） 系統中，多個電器、設備和控制設備之間的資訊交換需要標準化的通訊協定，以實現有效和穩健的數據傳輸。HBS 標準通過將這些設備連接到單個總線來簡化這些設備之間的通訊，同時定義了一個同時提供電力和交換數據的傳輸標準。
MAX22088 HBS 相容收發器支援在單對電線上傳輸數據和電力，用於 HBS 應用，例如 HVAC，以及遠端監控和傳感。標準 HBS 佈線方案不允許主時鐘訊號同步輸入和輸出數據位。相反，其工作方式與標準串行 UART 通訊類似，在總線上檢測到數據轉換，並由接收電路解碼。
使用 MAX22088 HBS 收發器傳輸 UART 數據包
UART 協定是一種異步串行數據通訊標準。UART 不是主時鐘同步輸出位，而是使用數據包中的開始位和停止位來檢測正在傳輸的數據。UART 通訊是大多數微控制器（包括 MAX32660）的常見集成功能。
標準 HBS 電纜將電源和數據從控制器傳輸到下游遠端設備/節點。HBS 數據傳輸使用替代標記反轉 （AMI） 和負邏輯編碼，佔空比為50%，其中雙極脈衝表示邏輯“0”。當收發器輸出處於高阻抗或非活動狀態時，會出現邏輯 「1」。Home Bus 通訊的要求是總線上永遠不能有兩個同步邏輯 「0」 條件。這是為了避免在傳輸數據時出現線路上的飽和和電源問題。韌體或通訊軟體主要負責確保滿足此要求。
因此，在正常的 Home Bus 系統中，UART 數據包需要確保每個邏輯 「0」 後面必須跟一個邏輯 「1」。一種簡單的編碼解決方案是用邏輯 「1」 填充每隔一個位。這種方法使數據包長度增加一倍，並將 UART 通訊的傳輸頻率減半。請注意，符合 HBS 的通訊需要字元幀後面的奇偶校驗位，但此方法不包括奇偶校驗位。
MAX32660 微控制器 UART 輸出包括 8 位數據：一個起始位和一個停止位，但不包括奇偶校驗位。8 位數據擴展到總共兩個數據包，並通過 Home Bus 傳輸（圖 2）。
下面顯示的代碼用於對 UART 數據包進行編碼。它將8位數據拆分並分配給數據包的偶數位，並將邏輯 「1」 分配給數據包的奇數位。
例如，如果要發送的數據 （tx_text[i]） 0x35 （0b'00110101），則編碼的數據包 （txdata[i]） 將為 0b'10101111、0b'10111011。
圖 3 顯示了使用帶編碼的 Home Bus 0x35成功傳輸 UART 數據。
對UART資料進行編碼，使得每個“0”後跟一個“1”，並且數據從總線正確發送和接收。HBS 發射器的數據輸入和 HBS 接收器的數據輸出匹配；接收器側的 MAX32660 對輸出位進行解碼，沒有錯誤。
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