数字输入串行器的工作原理及其低、中、高压输入信号的配置情况

    实施电气隔离的原因是，数字输入串行器一般用于检测远距离安装传感器和信号源的输出电压，例如：AC 整流器的输出，其接地电位明显不同于本地控制器接地。将各种接地电位相互连接会引起大量接地环路电流流动。使用数字隔离器可以防止出现这种情况。

    如前所述，DIS 数字接口的控制很容易实施。系统控制器只需通过其通用输出端之一，向 DIS 的/LD 输入端发送一个短且低活跃度的负载脉冲，旨在将当前的现场输入状态锁存至 DIS 移位寄存器中。之后，它向 CLK 线路施加一个时钟信号，以串行方式移出寄存器内容。

    如图 2 所示，DIS 的移位寄存器结构通过简单地将前面器件的串行输出 SOP 连接至后面器件的串行输入 SIP，实现以菊花链方式连接多个器件。这种方法允许进行高通道数目的紧凑型数字输入模块设计，同时其仅使用了一个串行接口。

    一次读取多个 DIS 器件的内容时，较短的读取周期时间便为基本要求，而标准微控制器 SPI 接口的最大速度已经可以达到 10 MHz 或者 20 Mbps。但是，DIS 的串行接口可以支持高达 300 Mbps的数据速率，其甚至超出了一些高速隔离器的数据速率。因此，若想将读取周期时间缩短至绝对最小值，便要求极高的时钟频率，同时还必须消除隔离器的传播延迟。

    正因如此，微控制器常常被现场可编程门阵列 (FPGA) 所取代，因为它不仅仅具有高时钟频率，而且还允许实现接收时钟输入（如图 2 蓝色线条所示）。然后，由 FPGA 发送的相同时钟信号，经过隔离器延迟，开始将寄存器内容移出 DIS，同时与 SOP 信号一起通过另一个隔离器通道获得反馈，从而保持接收时钟和数据之间的相位关系。

图 2 隔离 32-通道数字输入模块

    数字输入串行器是低功耗控制器与高 DC 电压接口连接的最通用解决方案。SN65HVS88x 系列数字输入串行器支持低压控制器和高压应用之间的接口设计，拥有各种各样的特性，例如：欠压检测、电流限制、去抖动滤波、散热保护、奇偶发生以及单 5V 电源等。

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