0 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。