引言

　　rs422／rs485总线接口作为多点、差分数据传输的电气规范，现已成为业界应用较为广泛的标准通信接口之一。

　　rs422／rs485标准只对接口的电气特性做出了规定，而不涉及接插件、电缆或协议，因此，用户可在此基础上建立自己的高层通信协议。

　　1 基本原理

　　rs422／rs485标准的全称为tia／eia-422-b和tia／eia-485串行通信标准。它们的数据信号均采用差分传输方式，也称作平衡传输。这两者在电气特性上非常接近，不同之处只是传输方式的不同。

　　rs485的典型工作方式如图1所示。rs485典型的驱动器使用一对双绞线，并将其中的一线定义为a，另一线定义为b。两线工作时采用半双工通信方式，其工作状态(发送状态和接收状态)由使能控制信号决定。

　　一般情况下，驱动器的a、b间的正电平电压为+2～+6 v时代表一个逻辑状态；a、b之间的负电平在-6～-2 v时代表另外一个逻辑状态。另外还有一个信号地c。事实上，在很多情况下，都会忽视信号地的连接。这里建议采用经过处理的低阻通路把信号地连接起来，以增加其共模抗干扰能力并减少电磁辐射。“使能”控制信号e用于驱动器与传输线的切断和连接，当enable起作用时，发送器处于高阻状态，称作“第三态”，它是有别于逻辑“1”与“0”的第三种状态。

　　接收器与驱动器的规定相似，其收、发端均可通过平衡双绞线将a-a与b-b对应相连。当接收端a、b之间有大于+200 mv的电平时，输出为正逻辑电平；小于-200 mv时，输出为负逻辑电平。在接收器的接收平衡线上，电平范围通常是在200 mv～6 v之间。

　　一般可定义逻辑1(正逻辑电平)为b>a的状态，逻辑0(负逻辑电平)为a>b的状态，a、b之间的压差不小于200 mv。

　　rs485的四线工作状态和rs422的四线工作状态基本一致，从物理的角度上讲，rs422相当于两个rs485同时工作，一个工作于接收状态，一个工作于发送状态。

　　2 信号分析

　　根据以上说明，这里对rs422／rs485的传输特性建立一个信号分析模型，因为rs485更具有代表性，所以采用rs485作为分析对象。rs485是典型的信号处理标准，其传递函数模型如图2所示。

　　规范设计定义域时，d可代表微处理器输出的数字信号(ttl电平或者cmos电平)，其逻辑信号的取值空间为{0，1}；dr代表微处理器接收的数字信号(ttl电平或者cmos电平)，其逻辑信号的取值空间为{0，1}；e，en为使能信号。驱动器和接收器与传输线的连接关系(高电平或者低电平有效控制)存在两种情况：定义enable为连接有效状态，disable为未连接状态，取值空间为{enable，disable}。在rs485通信标准中，一般情况下，e、en若一个有效则另一个禁止，而rs422则两个均为有效；a，b为驱动器与传输线的接口电压，其规范定义为(-6v，+6v)；ar，br为接收器与传输线接口的电压。为了实现rs422／rs485的接口兼容，这里应定义为(-7v，+10v)。实际上，驱动器传递函数定义中有四种可满足rs485通信标准的情况：

　　d=1，e=disable时，输出a，b状态为未定；

　　d=0,e=disable时，输出a，b状态为未定；

　　d=1，e=enable时，输出b-a>2v，且a，b∈(6v，+6v)；

　　d=0，e=enable时，输出a-b>2v，且a，b∈(6v，+6v)。

　　所以，能够实现上面传递函数的所有电路均可作为rs485的驱动器参考设计，当然，还需要满足其输入输出特性。

　　从接收器传递函数的定义可以把接收器分成两类，其一是en=diable，这相当于驱动器没有挂载在总线上(可以认为不存在)。其二是en=enable，此时又存在两种正常工作情况，一是输出dr=1时，br-ar>200 mv；二是输出dr=0时，ar-br>200 mv。

　　为了满足接收器正常工作的需要，操作时还需要考虑以下几种情况：

　　(1)ar、br的电压范围应该严格限制在-7～10v，否则可能损坏器件。一般采用稳压的二极管网络来实现电压的限制。

　　(2)当|ar-br|<200 mv时，接收器数据的判别。一般可采用电阻网络，将ar通过10 kω的电阻接在vcc上，而将br通过10 kω的电阻接在ground上，这样，当总线上没有信号传输的时候，即可保持ar的电平为3.2 v左右，br的电平大约为1.6 v，这样，即使有干扰信号，也很难产生串行通信的其始信号0。

　　(3)一般情况下，为了减少线路上传输信号的反射，可在rs422总线电缆的远端并接1个100ω电阻，并应在rs485网络传输线的始端和末端各接1个120 ω的匹配电阻。

　　3 工程实现

　　根据以上分析，这里给出一个rs422／rs485兼容的实际应用电路，

　　电路中采用的芯片为max491esd。当用max491esd进行rs422通信时，应把跳线帽安装在jp2的管脚2和管脚1上，jp1和jp3跳线帽去掉；而当其作为rs485通信的时候，则应把跳线帽安装在jp2的管脚2和管脚3上，jp1和jp3加上跳线帽，从而构成两个节点的rs485网络。稳压管d1，d2的作用