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RS-422/RS-485协议及收发器详解

创作时间:
作者:
@小白创作中心

RS-422/RS-485协议及收发器详解

引用
CSDN
1.
https://m.blog.csdn.net/u013824534/article/details/141526033

RS-422和RS-485是两种常用的串行通信协议,广泛应用于工业自动化、通信设备、计算机网络等领域。本文将详细介绍这两种协议的特点、传输速率与距离、通信方式以及应用领域,并以SP3072EEN-L/TR为例,具体说明收发器的电气特性、功能、引脚封装及应用领域。

一、RS-422协议

1. 定义与特点

  • RS-422是一种标准的串行通信协议,定义了数据传输的电气特性和信号传输规范。它是RS-232协议的一种改进版本,具有更高的传输速率和更远的传输距离。
  • RS-422使用差分信号传输数据,即一个线路携带正向信号,另一个线路携带负向信号。这种差分信号传输方式能够减少电磁干扰,提高通信质量。

2. 传输速率与距离

  • RS-422支持高达10Mbps的传输速率,适用于对速度要求较高的应用。
  • 传输距离可达1200米(约4000英尺),远超RS-232的传输距离,适用于需要远距离传输的场景。

3. 通信方式

  • RS-422协议只支持一个发送线和一个接收线,因此一次只能进行半双工通信。即在同一时刻,数据只能在一个方向上传输。
  • 支持多个发送器和接收器之间的多点通信,允许一个发送器同时向多个接收器发送数据。

4. 应用领域

  • 广泛应用于工业自动化、通信设备、计算机网络等领域,特别是在需要高速、长距离和多点通信的场景中。

二、RS-485协议

1. 定义与特点

  • RS-485是一种串行总线通信协议标准,采用平衡发送和差分接收的结构设计,具有抑制共模干扰的能力。
  • RS-485是RS-422的改进版本,支持更长的传输距离和更多的节点数量。

2. 传输速率与距离

  • RS-485的最高通信速率可达35Mbps(但常见应用中多为10Mbps),适用于高速数据传输应用。
  • 传输距离可达1200米以上,甚至在实际应用中可达3000米,这得益于其优秀的噪声抑制能力和高驱动能力。

3. 通信方式

  • RS-485不是点对点式的总线结构,而是分布式架构。其总线能够连接多达128个收发器(但实际应用中常限制在32个以内),实现多点互连。
  • 支持半双工和全双工通信方式。在四线制连接时,可实现全双工通信;在两线制连接时,则为半双工通信。但无论哪种方式,同一时刻总线上只能有一个设备处于发送状态。

4. 应用领域

  • 广泛应用于工业自动化、数据采集、监控系统等领域,特别是在需要构建分布式系统或连接多个设备的场景中。

RS-422和RS-485作为两种常用的串行通信协议,在传输速率、传输距离、通信方式以及应用领域等方面各有特点。选择哪种协议取决于具体的应用场景和需求。例如,在需要高速、长距离和多点通信的场景中,RS-485可能更为适合;而在一些对成本较为敏感或节点数量较少的场景中,RS-422则可能是一个更经济实惠的选择。

RS-422/RS-485收发器

以SP3072EEN-L/TR为例:

一、电气特性与功能

  • 电源电压:3V至3.6V
  • 半双工通信:支持RS-422和RS-485标准,适合在平衡多点总线传输线上进行双向通信
  • 高接收器输入阻抗:允许大量收发器共享一个公共数据总线,同时保持信号裕量,无需过多加载或使用昂贵的中继器
  • 故障安全保护:当输入开路、短路或终止时,接收器将故障安全地输出逻辑电平
  • 短路保护和热过载关断:驱动器包括内置短路保护和热过载关断功能,以防止总线争用或电缆故障导致的过度功耗
  • ESD保护:所有RS-485接收器输入和驱动器输出均受±15kV ESD保护(空气间隙和人体模型)和±8kV接触放电(IEC 61000-4-2)

二、引脚与封装

  • 引脚定义:具体引脚功能(如VCC、GND、RO、RE、DE、DI等)详见数据手册,这些引脚分别用于电源、地、接收器输出、接收器使能、驱动器使能和驱动器输入等
  • 封装尺寸:详细封装尺寸和引脚排列图也在数据手册中提供,确保设计时的精确匹配

三、应用优化与速度等级

  • 速度等级:提供多种速度等级,以满足不同应用的需求。例如,SP3070E-SP3072E提供250kbps的斜率限制速度,而SP3076E-SP3078E则提供高达16Mbps的高速传输
  • 行业标准封装:提供三种行业标准封装选项,以满足不同应用和设计需求

四、应用领域

  • 工业控制、智能电表、楼宇自动化、仪器仪表、销售点系统等

RS-422/RS-485协议芯片:

  • SP3070EEN-L/TR
  • SP3071EEN-L/TR
  • SP3072EEN-L/TR
  • SP3073EEN-L/TR
  • SP3074EEN-L/TR
  • SP3075EEN-L/TR
  • SP3076EEN-L/TR
  • SP3077EEN-L/TR
  • SP3078EEN-L/TR
  • SP3082EEN-L/TR
  • SP3085EEN-L/TR
  • SP3088EEN-L/TR
  • SP3483EN-L/TR
  • SP3485EN-L/TR
  • SP3490EN-L/TR
  • SP3491EN-L/TR
  • SP481EEN-L/TR
  • SP483EEN-L/TR
  • SP485ECN-L/TR
  • SP485EEN-L/TR
  • SP485REN-L/TR
  • SP490EEN-L/TR
  • SP491EEN-L/TR
  • XR3082XIDTR-F
  • XR33058IDTR-F
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