术语和定义

参考

有关文件和软件，请访问：

//www.wsdof.com/configurable-mixed-signal．

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介绍

数字通信是在设备之间共享数据的最常用方法。有几个标准总线实现它们，它们之间的主要差异是数据速率和噪声灵敏度。在工业应用，或具有高噪声水平雷竞技安卓下载的环境中，噪声干扰是通信系统的最重要问题之一。这是选择差分总线的主要原因，其中对噪声的敏感性大大降低。

RS485，又称TIA-485(a)或EIA-485，是由美国电信工业协会和通信行业协会定义的标准电子产业联盟(TIA/EIA)。它基于平衡电子信号(差分总线)，可以有效地在长距离和电气噪声环境中使用，如工业环境。

RS422，也称为TIA/EIA-422，是由RS485的相同关联定义的标准，用于指定数字平衡信号电路的电气特性。该总线与RS485非常相似。主要区别在于RS485仅使用双绞线即可实现线性总线拓扑。

这些总线通常用于实现半双工异步串行通信的嵌入式系统。为此，必须使用从单端总线到差动总线的转换

有几种不同品牌的商用IC实现单端到差分总线转换。这是将RS232兼容总线转换为RS422/RS485总线的简单方法。这些IC称为RS422/RS485收发器。

在该应用笔记中，实现用于RS422 / RS485协议的集成收发器所需的数字逻辑在接收时将单端到差分数据转换为差分数据，由控制信号管理由控制信号管理。要实现这一点，我们使用了对话框GreenPak SLG46533V。

实现的系统具有两个差分输入/输出作为RS422 / RS485总线的接口，流量数据控制的一个控制信号和一个串行数据输入（Tx到总线)和一个串行数据输出(Rx从公共汽车到界面的界面到底公交车。通过此实现，SLG46533V将作为收发器，更换商业IC。

微分通信

在串行通信总线上，数据传输电路有两种基本形式，即单端总线和差分总线。

单端或不平衡电路，显示在图1，通过信号线与当地公共地之间的电压差来确定母线状态。在同一图中，单端传输电路的电气原理图和噪声源VN及VG显示。噪声电压直接添加到信号电压，V年代．

差分或平衡电路如所示图2．在这种情况下，总线状态由两个互补信号线之间的电压差决定。在同一图中，单端传输电路的电气原理图和噪声源VN及VG如图所示。噪声电压VN及VG添加到每个信号线并对两个信号共同。

在这种情况下，输入到接收机级的电压结果为:

差分接收机测量两条线路之间的差值。接收信号电压结果:

在里面图1可以看出，单端母线易受外部噪声影响。此外，由于不存在互补信号，单端信号产生的电磁场不会被抵消，因此它比差分电路辐射更多的噪声。电磁噪声敏感性和发射使单端接口降低到低信号速率和短传输线。

可以看出，差分接收器拒绝信号的公共电压。如果该总线类型与紧密耦合线一起使用，则互补信号取消彼此的噪声，导致高免疫力和低噪声排放。

这种对外部噪声影响的免疫力是在电噪声或噪声敏感应用中需要相对较高的信号速率和较长距离时选择差分信号的主要原因。差分总线的缺点是线路驱动器、接收器和互连的额外成本（如果与由于单端传输总线的成本降低。雷竞技安卓下载

RS422 / RS485总线

RS422和RS485是电信行业协会和电子工业联盟（TIA/EIA）定义的非常类似的差分总线标准。第一个发布的标准是RS422，但由于缺乏允许多点连接的双向功能，RS485是作为RS422的一个演变而创建的。

标准RS485，也称为TIA-485（-A）或EIA-485，定义了互连的电气特性，包括驱动器、线路和接收器。它允许数据速率高达35 Mbps，线路长度高达1200 mts。正如预期的那样，这两个限制不能同时达到。关于接线和端接，有几种建议。本标准未规定连接器或任何协议要求。

RS485标准定义了一种为双绞线电缆和其他平衡介质设计的半双工和差分传输方法。该标准要求驱动器在32个约12K的单位负载下提供最小1.5V的差分输出电压Ω 每个，加上总线两端的终端电阻器。

与RS422相比，RS422具有无法关闭的单个驱动器电路，RS485驱动器使用三种状态逻辑，允许单独发射器停用。这允许RS-485仅使用两根线实现多点线性总线拓扑。

线性总线拓扑通常基于主从设备，其中一个设备（主设备）启动所有通信活动。

如前所述，由于它的差动传输形式，RS485是非常强大的电气噪声。由于其宽的共模电压范围，它可以容忍节点间的地电位转移。这两个特性是在需要低噪声排放和敏感性的应用程序中使用RS485的主要原因。雷竞技安卓下载

在大多数应用中，雷竞技安卓下载信令率和长距离线足以控制工业环境中的处理线或共享数据。RS485网络示意图显示在图3．

RS485标准没有定义与总线通信的特定协议，它只规定了互连的电气特性。因此，RS485与许多通信协议一起用作通信系统的物理层。

由于RS485总线的差异性，收发器用于将单端总线转换为差分总线。之所以这样做，是因为典型的通信系统或微控制器串行通信外围设备是单端的。要实现这一点，中所示的逻辑图4使用。

由于RS485通信是半双工，因此使用称为/ RE DE的流量控制输入。

当流量控制低时，rx阶段是活跃的，因此A和B线是输入线。差分总线上的数据由R解码x阶段，结果在R输出管脚。

当流量控制较高时，Tx阶段是活动的，所以A和B线路是输出线。单端输入D处的数据由T转换为差分数据x级通过连接到引脚A和B的差分总线传输它。

使用RS485作为电气层的最常用的协议之一是RS232串行通信协议。由于RS232串行数据传输的单端特性和全双工方案，使用了RS422/RS485。一般采用低比特率，如19200bps或38400bps，这是由于工业环境中安装了RS485总线。

实施

RS422/RS485收发器采用SLG46533V GreenPAK实现。该集成电路有4个模拟比较器和GPIO，通过配置一个控制信号，可以同时用作输入/输出。这个阶段的输出是两个方波，每组一个。

流量控制输入用引脚3实现，该引脚3被配置为数字输入并被称为/重新。

为了实现收发器的接收模式，SLG46533V必须将差分输入转换为单端输出。为此，我们使用了一个模拟比较器。图5显示ACMP3配置。

模拟比较器配置有25 mV滞后，并且没有低带宽，以获得更高的速度通信。

根据RS485收发器的要求，ACMP的选择基于使用相同的引脚进行差分输入和差分输出的想法。这是选择ACMP3的主要原因，因为它可以具有具有I/O控制信号的输入引脚，用于将其配置为接收或传输da的输入或输出助教。

模拟比较器的输入是收发器的差分输入，称为A和b。为此，ACMP的正输入连接到引脚13 (ACMP2 In+ Source)，负输入连接到引脚14(外部V裁判．ACMP3）。

当收发器流控制位低时，收发器作为数据的接收端工作。在这种情况下，引脚13和引脚14被配置为模拟输入和模拟比较器过程都输入，以定义其输出的高电平或低电平。ACMP的输出连接到引脚5，称为R，它表示接收的数据。

图6和数字图7分别示出了销13和引脚14的配置。

当收发机流量控制位高时，收发机作为数据发送器工作。在这种情况下，引脚13和引脚14被配置为数字输出。单端串行数据输入到收发器是用引脚4，称为D。

为了在输出处获得差分数据，使用LUT0来获得数据输入的逆。这两个信号（数据及其逆）连接到输出A和B，因此将差分数据发送到总线。

LUT0配置如所示图8．

RS422/RS485收发器的输入、输出逻辑状态和功能如下图所示表1．

/ RE德	D	R	A和B.
0	X	接收数据	总线数据输入
1	传输数据	X	数据输出到总线

整个实现显示在图9．

测试和结论

为了测试实现，收发器被用作接收器和发送器在单独的情况下，因此输入和输出可以在逻辑分析仪注册。

作为接收器，RS485收发器通过差分总线接收二进制流，并且逻辑分析器注册了差分输入和单端数据输出。发送到收发器的二进制流是

1101001010

输入A和B处的接收流数据和数据输出引脚R图10．而且，可以看出，流量控制信号/再设置为低逻辑电平，以便将RS485收发器配置为数据接收器。

作为发射机，RS485收发器经由差分总线和逻辑分析器登记差分输入和单端数据输入的二进制流（对应于D输入的单端二进制流）。收发器发送的二进制流是

1001101010

图11通过输出A和B和数据输入引脚d显示传输的流数据。此外，流控制信号/RE DE设置为高逻辑水平，以配置RS485收发器作为数据发送器。

结论

在本应用说明中，使用SLG46533V实现RS422/RS485收发器。RS422/RS485收发器用于使用工业总线的许多应用中，因为其差异性与二进制通信系统的单端性不兼容。雷竞技安卓下载

有几种商用IC实现这种类型的收发器。在本应用说明中，根据RS485规范创建了一个兼容的收发器，涉及输入差分电压灵敏度、差分输出电压、典型数据传输速率和典型共模电压。我们的系统符合RS485规范规格，具有更小IC尺寸的额外好处。