RS422/485接口电路设计要点

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RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。

实际上还有一根信号地线，共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10&TImes;4k+100Ω（终接电阻）。

RS-422和RS-485电路 原理基本相同，都是以差动方式发送和接收，不需要数字地线。差动工作是同速率条件下传输距离远的根本原因，这正是二者与RS232的根本区别，因为RS232是单端输入输出，双工工作时至少需要数字地线。发送线和接收线三条线（异步传输），还可以加其它控制线完成同步等功能。

RS-422通过两对双绞线可以全双工工作收发互不影响，而RS485只能半双工工作，发收不能同时进行，但它只需要一对双绞线。RS422和RS485在19kpbs下能传输1200米。用新型收发器线路上可连接台设备。

典型的RS422接口电路

典型的RS422接口电路

图 1 典型的RS422接口电路

典型的RS485接口电路

典型的RS485接口电路

图 2 典型的RS485接口电路

全双工RS485接口电路 图 3 全双工RS485接口电路拓扑

设计要点

  1. 接口保护用途的TVS管D1-8，通常选择最大反向工作电压VRWM为5.0V的双向TVS管，如Diodes SMBJ5.0CA。注：这里可以选择耐压更高的TVS元件。

  2. DI和RO引脚都使用10k电阻上拉，是为防止误触发，产生误动作，因为“UART以一个前导“0”触发一次接收动作”。

  3. 图 1所示，差分接收器的端接电阻一般取值120 Ω，来源于通常RS422/485传输线所用的特征阻抗约为120 Ω。图 3所示的RS485多点应用中，若在SCH&PCB设计时不清楚后期现场布线中哪两个设备距离最远，可在所有差分接收端都预留120 Ω端接电阻，以便后期现场应用时通过拨码开关选择性接入。

  4. 由于RS422/485差分接收器的特性是，VIA - VIB的绝对值必须大于200 mV，否则无法正确识别高低电平。所以，图 1所示，当使用3.3V电源时，故障安全偏置电阻R5和R6最大取值为930 Ω；当使用5.0V电源时，R5和R6最大取值为1440 Ω。

说明：故障安全偏置电阻，是为了解决“总线空闲、开路或短路”情况下，接收端状态不确定的问题。由于RS422只支持点对点应用，且故障安全偏置电阻只需要在接收端使用，所以图 1和图 2电路，R3-4不是必要的，R5-6和R12-15是必要的。注：如果R12/R13在发送端已经有，那么在接收端就不是必要的。

  1. 图 1所示，在RS422点对点应用中，两端的差分接收器都需要120 Ω并联端接电阻。图 3所示，在RS485多点应用中，只需在最远的两点接收端使用120 Ω并联端接电阻，中间各支路不需要。

  2. 图 2和图 3所示，各支路的A&B引脚和Z&Y引脚都串联0R电阻，当某路故障时将RS485总线拉低时，逐一断开电阻，方便排查故障。

  3. SCH&PCB设计时，两个设备间的RS422/485通信线，除了两对差分线外，至少需要一根地线，防止共模电压超出规定的范围而导致通信故障。

  4. 有选择的情况下，RS422/485通信电缆中，信号线不应与电源线并行或尽量远离电源线，若无法避免，信号线最好使用带屏蔽的双绞线。且现场布线，采用菊花链拓扑，不采用星形或环形拓扑，以免因反射等因素导致通信错误。

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