RS-485_guide
目录
第1章RS-485选型及应用指南 (1)
1.1 RS-232/422/485标准 (1)
1.1.1 RS-232标准 (2)
1.1.2 RS-422/485标准 (2)
1.2 RS-485/RS-422芯片 (5)
1.2.1 增强型低功耗半双工RS-485收发器－SP481E/SP485E (7)
单位负载 RS-485收发器－SP481R/SP485R (10)
1.2.2 1/10
1.2.3 +3.3V低功耗半双工RS-485收发器－SP3481/SP3485 (13)
1.2.4 增强型低功耗全双工RS-422收发器－SP490E/SP491E (15)
1.2.5 +3.3V低功耗全双工RS-422收发器－SP3490/SP3491 (20)
1.3 RS-485接口电路 (22)
1.3.1 基本RS-485电路 (22)
1.3.2 隔离RS-485电路 (23)
1.3.3 上电抑制电路 (24)
1.3.4 RS-485自动换向电路 (24)
1.4 RS-485通讯协议 (25)
1.4.1 ModBus协议(RTU模式) (25)
1.4.2 多功能电能表通讯规约(DL/T645-1997) (27)
1.5 RS-485程序设计 (28)
1.5.1 RS-485接口电路 (28)
1.5.2 通讯规约 (28)
1.5.3 程序设计流程图 (29)
1.5.4 数据接收部分 (29)
1.5.5 命令执行部分 (29)
1.5.6 数据发送部分 (30)
1.5.7 RS-485程序清单 (31)
1.6 RS-485应用要点 (38)
1.6.1 合理选用芯片 (38)
1.6.2 终端匹配电阻 (39)
1.6.3 应用层通信协议 (39)
1.6.4 3V-5V系统的连接 (39)
1.6.5 网络节点数 (40)
1.6.6 节点与主干距离 (40)
1.6.7 RS-485系统的常见故障及处理方法 (40)
1.6.8 RS-422与RS-485的网络拓朴 (41)
1.6.9 RS-422与RS-485的接地问题 (41)
1.6.10 RS-422与RS-485的瞬态保护 (42)
1.7 参考文献 (43)
第1章 RS-485选型及应用指南
通常的微处理器都集成有1路或多路硬件UART通道，可以非常方便地实现串行通讯。
在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中，也常常使用简便易用的串行通讯方式作为数据
交换的手段。
但是，在工业控制等环境中，常会有电气噪声干扰传输线路，使用RS-232通讯时经常
因外界的电气干扰而导致信号传输错误；另外，RS-232通讯的最大传输距离在不增加缓冲
器的情况下只可以达到15米。为了解决上述问题，RS-485/422通讯方式就应运而生了。
本章将详细介绍RS-485/422原理与区别、元件选择、参考电路、通讯规约、程序设计
等方面的应用要点，以及在产品实践中总结出的一些经验、窍门。
1.1 RS-232/422/485标准
RS-232、RS-422与RS-485最初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的。RS-232
在1962年发布，命名为EIA-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。RS-422
是由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、
速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延
长到4000英尺（速率低于100kbps时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。
RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。
为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双
向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突
保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的建议标
准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。
RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆
或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。但由于PC上的串行数据通讯是通
过UART芯片(较老版本的PC采用I8250芯片或Z8530芯片)来处理的，其通讯协议也规定
了串行数据单元的格式（8-N-1格式）：1位逻辑0的起始位，6/7/8位数据位，1位可选择的
奇(ODD)/偶(EVEN)校验位，1/2位逻辑1的停止位。基于PC的RS-232、RS-422与RS-485
标准均采用同样的通讯协议。
表格 1-1列出了RS-232、RS-422、RS-485通讯方式的区别。
表格 1-1 RS-232、RS-422、RS-485的区别
标准RS-232 RS-422 RS-485
工作方式单端差分差分
节点数1收、1发1发10收1发32收
最大传输电缆长度 50英尺 4000英尺 4000英尺
10Mbps 最大传输速率 20Kbps
10Mbps
-0.25V～+6V -7V～+12V 最大驱动输出电压 +/-25V
发送器输出信号电平
负载 +/-5V～+/-15V±2.0V ±1.5V (负载最小值)
发送器输出信号电平
空载 +/-25V ±6V ±6V (空载最大值)
发送器负载阻抗(Ω) 3K～7K 100 54 摆率(最大值) 30V/μs N/A N/A
-10V～+10V -7V～+12V 接收器输入电压范围 ±15V
±200mV
±200mV
接收器输入门限 ±3V
接收器输入电阻(Ω) 3K～7K 4K(最小) ≥12K
-3V～+3V -1V～+3V 发送器共模电压 --
-7V～+7V -7V～+12V 接收器共模电压 --
1.1.1 RS-232标准
RS-232被定义为一种在低速率、近距离串行通讯的单端标准。RS-232采取不平衡传输
方式，即所谓单端通讯。
RS-232的电气标准
电平为逻辑“0”时：；
电平为逻辑“1”时：-3V～-15V；
未定义区：－3V～＋3V。在此区域内的信号处理将由通讯接口的RS-232收发器决定。
1.1.2 RS-422/485标准
RS-422/485标准的全称为TIA/EIA-422-B和TIA/EIA-485串行通讯标准。RS-422/485
标准与RS-232标准不一样，数据信号采用差分传输方式（Differential Driver Mode），也称
作平衡传输。
由于RS-422/485标准在电气特性上非常相近，在传输方式上有所区别；为便于理解，
下面将主要介绍应用比较普遍的RS-485标准，并简单介绍RS-422标准与RS-485标准的区
别。
1． RS-485标准
电子工业协会（EIA）于1983 年制订并发布RS-485 标准，并经通讯工业协会（TIA）
修订后命名为TIA/EIA-485-A，习惯地称之为RS-485标准。
RS-485标准是为弥补RS-232 通信距离短、速率低等缺点而产生的。RS-485标准只规
定了平衡发送器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议。
RS-485标准与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式（Differential Driver Mode），
也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B，如图 1-1
所示。
图 1-1 RS-485发送器的示意图
通常情况下，发送发送器A、B之间的正电平在+2～+6V，是一个逻辑状态；负电平在
-2～-6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地C。在RS-485器件中，一般还有一个“使能”
控制信号。“使能”信号用于控制发送发送器与传输线的切断与连接，当“使能”端起作用
时，发送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。
对于接收发送器，也作出与发送发送器相对的规定，收、发端通过平衡双绞线将A-A
与B-B对应相连。当在接收端A-B之间有大于+200mV的电平时，输出为正逻辑电平；小
于-200mV时，输出为负逻辑电平。在接收发送器的接收平衡线上，电平范围通常在200mV
至6V之间。参见图 1-2所示。
图 1-2 RS-485接收器的示意图
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200mV。
TIA/EIA-485串行通讯标准的性能如表格 1-2所示：
表格 1-2 TIA/EIA-485通讯方式的性能
规格TIA/EIA-485
传输模式平衡
电缆长度＠90Kbps 4000
ft（1200m）
ft（15m）
电缆长度＠10Mbps 50
Mbps 数据传输速度 10
6V 最大差动输出 ±
1.5V
最小差动输出 ±
接收器敏感度 ±0.2
V 发送器负载（欧姆） 60Ω
单位负载
最大发送器数量 32
单位负载
最大接收器数量 32
RS-485标准的最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mbps。
通常，RS-485网络采用平衡双绞线作为传输媒体。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，只有在20kbps速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能
获得最高速率传输。一般来说，15米长双绞线最大传输速率仅为1Mbps。
注意：并不是所有的RS-485收发器都能够支持高达10Mbps的通讯速率。如果采用光
电隔离方式，则通讯速率一般还会受到光电隔离器件响应速度的限制。
RS-485网络采用直线拓朴结构，需要安装2个终端匹配电阻，其阻值要求等于传输电
缆的特性阻抗（一般取值为120Ω）。在矩距离、或低波特率波数据传输时可不需终端匹配
电阻，即一般在300米以下、19200bps不需终端匹配电阻。终端匹配电阻安装在RS-485传
输网络的两个端点，并联连接在A-B引脚之间。
RS-485标准通常被用作为一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、
传输距离远、宽共模范围的通信平台。同时，RS-485电路具有控制方便、成本低廉等优点。
在过去的20年时间里，建议性标准RS-485作为一种多点差分数据传输的电气规范，
被应用在许多不同的领域，作为数据传输链路。目前，在我国应用的现场网络中，RS-485
半双工异步通信总线也是被各个研发机构广泛使用的数据通信总线。但是基于在RS-485总
线上任一时刻只能存在一个主机的特点，它往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间。2． RS-422标准
RS-422标准的全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的电气
特性。图 1-3是典型的RS-422四线接口。实际上还有一根信号地线，共5根线通讯线。
图 1-3 RS-422标准的通讯接口
由于RS-422接收器采用高输入阻抗和发送器因此比RS-232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。即一个主设备（Master），其余为
从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多点的双向通信。接收器输
入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。RS-422四线接口由于采
用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以
按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。
RS-422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mbps。其平衡
双绞线的长度与传输速率成反比，在20kbps速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在
很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅
为1Mbps。
RS-422需要安装一个终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗（一般取值为120欧）。在短距离、或低波特率数据传输时可不安装终接电阻，即一般在300米以下不安
装终接电阻。终接电阻安装在传输电缆的最远端。
TIA/EIA-422串行通讯标准的性能如表格 1-3所示：
表格 1-3 TIA/EIA-422通讯方式的性能
规格TIA/EIA-422
传输模式平衡
ft（1200m）
电缆长度＠90Kbps 4000
ft（15m）
电缆长度＠10Mbps 50
数据传输速度 10
Mbps 最大差动输出±10 V
最小差动输出 ±2
V 接收器敏感度 ±0.2
V 发送器负载（欧姆） 100Ω
最大发送器数量1单位负载
最大接收器数量 10单位负载
1.2 RS-485/RS-422芯片
作为一种常用的通讯接口器件，RS-485/RS-422芯片可以在许多半导体公司的“标准接
口器件”栏目中“收发器”类元件中找到对应的型号；比如Sipex公司(器件前缀为SP)、Maxim公司(器件前缀为MAX)、TI公司(器件前缀为SN)、Intersil公司(器件前缀为ISL或LTC)等各大半导体公司。
作为一个生产接口器件的国际厂商，Sipex公司的许多型号RS-485/RS-422芯片都可以
与全球其他半导体厂商的RS-485/RS-422芯片直接代换使用，引脚完全兼容，且具有非常良
好的性价比。下面，将主要讲解Sipex公司RS-485/RS-422收发器芯片的性能参数、应用特
点；并介绍在各实际应用场合中，如何选择适合的RS-485/RS-422芯片。
表格 1-4列出了比较常用的Sipex公司RS-422/485芯片。
表格 1-4 Sipex公司的常用RS-422/485芯片列表
型号方式. 电源
(V)
额定电流
(mA)
速率
(kbps)
待机电流
(μA)
总线
节点
Features ESD 封装
SP481E 半双工 5 0.9 10，000 1 32低功耗关断模式
发送器短路保护
±15kV
8 Pin PDIP
8 Pin NSOIC
SP483E 半双工 5 0.9 250 1.0 32低功耗关断模式
速率限制功能
±15kV
8 Pin PDIP
8 Pin NSOI
SP485E 半双工 5 0.9 10，000N/A 32发送器短路保护±15kV 8 Pin PDIP 8 Pin SOIC
SP481R 半双工 5 0.5 1，0000.5 400低功耗关断模式
发送器短路保护
±2kV
8 Pin PDIP
8 Pin NSOIC
SP485R 半双工 5 0.5 1，0000.5 400发送器短路保护±2kV 8 Pin PDIP 8 Pin NSOIC
SP490E 全双工 5 0.9 10，000N/A 32发送器短路保护±15kV 8 Pin PDIP 8 Pin SOIC
SP491E 全双工 5 0.9 10，000N/A 32发送器短路保护±15kV 14 Pin PDIP 14 Pin NSOIC
SP490 全双工 5 0.9 5，000N/A 32发送器短路保护±2kV 8 Pin PDIP 8 Pin NSOIC
SP491 全双工 5 0.9 5，000N/A 32发送器短路保护±2kV 14 Pin PDIP 14 Pin NSOIC
SP3481 半双工 3.3 1 10,000 1 32低功耗关断模式
高速
±2kV
8 Pin PDIP
8 Pin NSOIC
SP3483 半双工 3.3.35 250 1 32
低功耗关断模式速率限制功能 ±2kV
8 Pin PDIP
8 Pin NSOIC SP3485 半双工 3.3 1 10,00010 N/A 发送器短路保护高速 ±2kV
8 Pin PDIP 8 Pin NSOIC SP3490 全双工 3.3 1 10,000N/A 32高速
±2kV
8 Pin PDIP 8 Pin NSOIC SP3491 全双工 3.3 1 10,00010 32高速 ±2kV
14 Pin PDIP 14 Pin NSOIC
图 1-4总结了Sipex 公司常用RS-485/RS-422芯片的命名规则；根据型号命名，用户可以比较容易地判断该型号芯片的特点与适用领域。
SP 3 485 E E N
Sipex公司 RS-422/RS-485 收发器型号命名规则
图 1-4 Sipex 公司RS-485/RS-422芯片的命名规则
1.2.1 增强型低功耗半双工RS-485收发器－SP481E/SP485E
1．特点
单一的+5V电源
低功耗BiCMOS工艺制造
发送器/接收器可使能多分支结构（Mutli-Drop）配置
低功耗关断模式（SP481E）
增强型ESD规范：
±15kV人体放电模式（Human Body Model）
±15kV IEC1000-4-2 气隙放电（Air Discharge）
±8kV IEC1000-4-2 接触放电（Contact Discharge）
2．芯片简介
SP485E/SP481E芯片是由业内专业的通讯接口器件厂商Sipex公司设计生产的ESD保护增强型RS-485收发器，能够直接替换通用的RS-485收发器。
SP481E和SP485E是一系列半双工收发器，它们完全满足RS-485和RS-422串行协议的要求，具有增强型ESD性能。增强的ESD使得SP481E和SP485E可承受±15kV人体放电模式（Human Body Model）和IEC1000-4-2 接触放电模式（Contact Discharge）。这两个器件与Sipex的SP481和SP485的管脚互相兼容，同时兼容工业标准规范。和之前的版本一样，SP481E和SP485E承袭了Sipex的BiCMOS设计工艺，可实现低功耗操作，但不影响其它特性。它们完全符合RS-45和RS-422协议的要求，数据传输速率可高达10Mbps（带负载）。SP481E还包含低功耗关断模式。
3．引脚说明
图 1-5 SP481E和SP485E管脚配置（俯视图）
管脚功能
4．真值表
表格 1-5 发送功能真值表
格 1-6 接收功能真值表
5．功能分析
描述(SP481E，SP485E)
SP481E和SP485E是半双工差分收发器，完全满足RS-485和RS-422的要求。它们由Sipex特有的BiCMOS工艺制造而成。
RS-485标准理想地用于多分支（multi-drop）应用和远程接口中。它允许在一条数据线上连接32个发送器和接收器，非常适合于多分支应用。由于允许使用4000英尺长的电缆，RS-485收发器可以使用一个宽（－7V～+12V）共模方式范围来调整零电位偏差。因为RS-485是一个差分接口，所以传输数据时完全可以抑制来自发送线的干扰。
发送器
SP481E和SP485E的输出是差分输出，满足RS-485和RS-422标准。空载时输出电压的范围为0V～+5V。即使在差分输出连接了54?负载的条件下，发送器仍可保证输出电压大于1.5V。SP481E和SP485E有一根使能控制线（高电平有效）。DE（Pin3）上的逻辑高电平将使能发送器的差分输出。如果DE（Pin3）为低，则发送器输出呈现三态。
SP481E和SP485E发送器的数据传输速率至少为10Mbps。
接收器
SP481E和SP485E接收器的输入是差分输入，输入灵敏度可低至±200mV。接收器的输入电阻通常为15k?（最小为12k?）。－7V～+12V的宽共模方式范围允许系统之间大的
零电位偏差的存在。SP481E和SP485E的接收器有一个三态使能脚。如果RE（Pin2）为低，
接收器使能，反之接收器禁止。
SP481E和SP485E接收器的数据传输速率至少为10Mbps。两者的接收器都有故障自动保护（fail-safe）特性，该特性可以使得输出在输入悬空时为高电平状态。
SP481E的关断模式
SP481E可以工作在关断模式。关断状态通过同时禁能发送器和接收器来使能。当DE
（Pin3）为低且RE（Pin2）为高时SP481E进入关断模式。关断模式下，电源电流降至1uA。
ESD保护
SP481E系列器件为所有发送器输出和接收器输入管脚提供了ESD保护。由于在原有的器件上增加了ESD结构，新的SP481E系列器件可用在多干扰的应用和对静电放电和瞬态变化敏感的环境中。增强型ESD保护使器件的输入和输出管脚至少可承受±15kV的静电放电而不受到损坏，也不闭锁。
有以下方法可用于ESD测试：
MIL-STD-883，Method 3015.7
IEC1000-4-2气隙放电
IEC1000-4-2直接接触放电
人体放电模式已成为半导体最常用的ESD测试方法。该方法在MIL-STD-883中被规定为Method 3015.7。这种ESD测试方法的前提是要模拟人体对静电能量进行存储并将其释放到某个集成电路。这个过程可通过图 1-6所示的电路进行模拟。该方法用于在正常工作时（例如，IC被用于频率处理的制造应用中）对IC承受ESD瞬变的能力进行测试。
图 1-6 人体放电模式ESD测试电路
IEC-1000-4-2，以前称为IEC801-2，通常用于设备和系统的ESD测试。对于系统厂商来说，由于系统本身要面对外部环境和人为状况，他们必须保证系统具有足够的ESD保护能力。使用IEC1000-4-2方法的前提是：当ESD用于设备（正常情况下允许被操作）的点和面测试时要求系统必须能够承受足够大的静电。如果ESD源直接跨接到连接器管脚上时，收发器IC将接收大部分的ESD电流。IEC1000-4-2的测试电路见图 1-7。IEC1000-4-2包含2种方法：气隙放电法和接触放电法。
图 1-7 IEC1000-4-2 ESD测试电路
运用气隙放电法时，ESD电压直接加载到待测设备（EUT）。这样来模拟一个被充电的人准备将电缆连接到系统的后部，使用这种方法是为了在人接触后面板前出现冲击电流。在人接触到系统之前，人身上的高能量电压就通过一个弧形的通路释放到系统的后面板。不论是直接释放或通过空气释放，这部分能量主要是放电电流而非电压。能量跟随气隙放电而变
化，例如，实现ESD 电压加载到系统的行进速度和空气的湿度都会改变放电电流。放电电流的上升时间也随着行进速度的变化而变化。
接触放电法通过将ESD 电流直接释放到EUT 来实现。该方法可以降低ESD 弧形通路带来的不可预知性。由于能量不通过气隙的弧形通路而直接传输，因此放电电流的上升时间是个常量。在诸如手持式系统的应用中，ESD 电荷直接从设备的持有者释放到设备。电流直接传递给设备的键盘或串口，然后经过PCB 板最终到达IC 。
图 1-6和图 1-7是三种方法的典型ESD 测试电路。开关1（SW1）闭合时DC 电源首先对Cs 充电。电容充电完成后，开关2（SW2）闭合开关1（SW1）断开。电容存储的电压经过限流电阻Rs 到达待测器件（DUT ）。在ESD 测试中，SW2由脉冲信号控制以便待测器件能得到周期性的电压。
在人体放电模式中，限流电阻（Rs ）和电源电容（Cs ）分别是 1.5k ?和100pF 。对于IEC-1000-4-2测试法，限流电阻（Rs ）和电源电容（Cs ）分别是330k ?和150pF 。
相对人体放电模式，IEC1000-4-2要求Cs 的值更大，Rs 的值更小。电源电容越大，SW2闭合时测试点的电压就越高。限流电阻越小，测试点的电流就越大。
IEC1000-4-2
SP481E ，SP485E 系列
人体模式 气隙放电 直接接触 Level 发送器输出
接收器输入
±15kV ±15kV
±15kV ±15kV
±8kV ±8kV
4 4
图 1-8是IEC1000-4-2的ESD 测试波形。
t=0ns
t=30ns
0A
15A
30A
t
图 1-8 IEC1000-4-2的ESD 测试波形
更详尽的数据资料可以从Sipex 公司的器件手册、应用指南中获得，也可以从周立功网站 (https://www.wendangku.net/doc/194217472.html,) 下载对应的开发指导。
1.2.2 1/10 单位负载 RS-485收发器－SP481R/SP485R 1．
特点
单一的+5V 电源
允许超过400个收发器连接到同一条传输线上（1/10单位负载） 接收器输入高阻抗（标准值RIN ＝150k ?） 半双工配置与工业标准管脚一致
共模输入电压范围为-7V～+12V
包含关断模式（ICC<10μA）（适用于SP481R）
低功耗（250mW）
独立发送器和接收器使能
2．芯片简介
SP485R芯片是由业内专业的通讯接口器件厂商Sipex公司设计生产的高性能RS-485收发器，能够替换通用的RS-485收发器，并在许多方面有所增强。
SP481R和SP485R与现有的SP485产品管脚对应相同，而且包含更高的ESD保护和高接收器输入阻抗等性能。接收器输入高阻抗可以使400个收发器接到同一条传输线上又不会引起RS-485发送器信号的衰减。各器件封装为8脚塑料DIP或8脚窄SOIC。SP481R通过使能管脚来提供关断功能，可将电源电流（I CC）降低到0.5μA以下。
3．引脚说明
图 1-9 SP481R，SP485R管脚配置（俯视图）
管脚功能
4．真值表
表格 1-7 发送功能真值表
X 1 X 出错 Z Z
表格 1-8 接收功能真值表
5．功能分析
概述(SP481R，SP485R)
SP485R是低功耗RS-485差分收发器。与SP485相似，SP485R包含一个可以三态控制的半双工发送器和接收器。与原有RS-485规范相比，SP485R增加了在同一条总线上连接的器件数。
RS-485标准理想地用于多分支（multi-drop）应用中，一条总线可以连接多个发送器和/或接收器。RS-485标准设备允许在一条数据线上连接32个收发器。RS-485被规定在长达4000英尺电缆仍然保持高速度。SP485R和SP481R都超过了标准b中的规定，允许400个接收器连接到同一条总线上。
发送器
发送器输出符合标准规定的RS-485电气特性。输出电压范围从0V到VCC，而且在两个输出之间连接了54?负载的条件下，保证输出电压大于+1.5V。为了遵从RS-485规范，发送器输出符合RS-422标准。若两个输出之间负载为100?时，发送器输出可以保持在至少+2.0V。
发送器有一个使能管脚（DE），当DE为低电平时输出呈现三态。三态条件下输出为高阻抗（>100k?）。DE为高电平时发送器正常工作。发送器数据传输速率至少为5Mbps。
接收器
SP485R接收器的输入是差分输入，输入灵敏度小于±200mV。如前所述，RS-485规范允许32个收发器连接到同一条总线上。由于输入阻抗高达至少120k?，SP485R允许超过400个收发器连接到同一条总线上。电容越大，同一条总线上就允许连接更多的元件，而信号的质量不会受到任何影响。发送器仍可驱动54?的等效电阻，该等效电阻是320个接收器的输入阻抗120k?（至少）和每端的2个125?的电缆终端电阻并联所得。
接收器有一个使能管脚（RE），低电平时可以令接收器使能。高电平会使接收器输出呈
现三态，输入保证至少120k的阻抗。接收器数据传输速率至少为1Mbps。
接收器还有一个故障自动检测特性，当输入开路（与断开的电缆相连）时输出高电平。 关断模式
SP481R的关断功能可以减少功耗。当DE为低电平，RE为高电平时，关断模式被激活。
关断模式下，电源电流小于1μA。发送器输出禁能，并且由接收器输入阻抗（至少为120k?）决定为高阻态。接收器输出在关断模式下也是高阻抗。在接收器禁能情况下，输出漏电流低于1μA。
6．接收器输入图表
图 1-10 SP485R与SP485收发器性能比较
由图 1-10可以看出，SP485R芯片比SP485收发器具有更低的功耗；同时，在同一个RS-485网络中，可以连接的SP485R芯片可以多达400个。
更详尽的数据资料可以从Sipex公司的器件手册、应用指南中获得，也可以从周立功网站 (https://www.wendangku.net/doc/194217472.html,) 下载对应的开发指导。
1.2.3 +3.3V低功耗半双工RS-485收发器－SP3481/SP3485
1．特点
RS-485和RS-422收发器
工作电源为+3.3V
可与+0.5V的逻辑电路共同工作
发送器/接收器使能
低功耗关断模式（SP3481）
-7V～+12V的共模输入电压范围
允许在同一串行总线上连接32个收发器
与工业标准75176管脚配置兼容
发送器输出短路保护
2．芯片简介
SP3481、SP3485是一系列+3.3V低功耗半双工收发器，它们完全满足RS-485和RS-422串行协议的要求；并且，SP3481、SP3485采用单一+3.3V的工作电源。
SP3481、SP3485与Sipex的SP481、SP483和SP485的管脚互相兼容，同时兼容工业标准规范。SP3481和SP3485符合RS-485/RS-422串行协议的电气规范，数据传输速率可高
达10Mbps（带负载）。SP3481还包含低功耗关断模式。
3．引脚说明
图 1-11 SP3481和SP3485管脚配置（俯视图）管脚功能
4．真值表
表格 1-9 发送功能真值表
表格 1-10 接收功能真值表
5．功能分析
描述(SP3481，SP3485)
SP3481和SP3485是+3.3V低功耗半双工收发器家族的成员，它们完全满足RS-485和RS-422串行协议的要求。这两个器件与Sipex的SP481、SP483和SP485的管脚互相兼容，同时兼容工业标准规范。SP3481和SP3485由Sipex特有的BiCMOS工艺制造而成，但性能不受影响。
发送器
SP3481和SP3485的发送器输出是差分输出，满足RS-485和RS-422标准。空载时输出电压的大小为0V～+3.3V。即使在差分输出连接了54?负载的条件下，发送器仍可保证输出电压大于1.5V。SP3481和SP3485有一根使能控制线（高电平有效）。DE（Pin3）上的逻辑高电平将使能发送器的差分输出。如果DE（Pin3）为低，则发送器输出呈现三态。
SP3481和SP3485收发器的数据传输速率可高达10Mbps。发送器输出最大250mA I SC 的限制使SP3481和SP3485可以承受-7.0V～+12.0V共模范围内的任何短路情况，保护IC 不受到损坏。
接收器
SP3481和SP3485接收器的输入是差分输入，输入灵敏度可低至±200mV。接收器的输入电阻通常为15k?（最小为12k?）。－7V～+12V的宽共模方式范围允许系统之间存在大的零电位偏差。SP3481和SP3485的接收器有一个三态使能控制脚。如果RE（Pin2）为低，接收器使能，反之接收器禁止。
SP3481和SP3485接收器的数据传输速率可高达10Mbps。两者的接收器都有故障自动保护（fail-safe）特性，该特性可以使得输出在输入悬空时为高电平状态。
SP3481的关断模式
SP3481可以工作在关断模式。要使能关断模式，发送器和接收器必须同时禁能。当DE （Pin3）为低且RE（Pin2）为高时SP3481进入关断模式。关断模式下，电源电流通常降至1uA，最大为10uA。
更详尽的数据资料可以从Sipex公司的器件手册、应用指南中获得，也可以从周立功网站 (https://www.wendangku.net/doc/194217472.html,) 下载对应的开发指导。
1.2.4 增强型低功耗全双工RS-422收发器－SP490E/SP491E
1．特点
单一的+5V电源
低功耗BiCMOS工艺制造
发送器/接收器使能（SP491E）
RS-485和RS-422发送器/接收器
管脚兼容LTC490和SN75179（SP490E）
管脚兼容LTC491和SN75180（SP491E）
增强型ESD规范：
±15kV人体放电模式（Human Body Model）
±15kV IEC1000-4-2 气隙放电（Air Discharge）
±8kV IEC1000-4-2 接触放电（Contact Discharge）
2．芯片简介
SP490E是一个低功耗差分收发器，满足RS-485和RS-422标准规范，数据传输速率高达10Mbps。除了增加了发送器和接收器三态使能线外，SP491E和SP490E完全相同。在共模模式的限制范围内，两者的接收器输入的灵敏度为±200mV。
SP490E包含8脚塑料DIP和8脚NSOIC两种封装形式，可工作在商业级和工业级温度范围内。SP491E包含14脚DIP和14脚NSOIC两种封装，也可工作在商业级和工业级温度范围内。
3．引脚说明
图 1-12 SP490E的管脚配置
管脚功能－SP490E
管脚# 名称描述
正电源（4.75V 1 Vcc 接收器输出。 2 R 发送器输入。 3 D 4 GND 连接地。 同相发送器输出。 5 Y 反相发送器输出。 6 Z 反相接收器输入。 7 B 同相接收器输入。 8 A 图 1-13 SP491E的管脚配置 管脚功能－SP491E 管脚# 名称描述 1 NC 不连接。 接收器输出。 2 R 3 /REB 接收器输出使能（低电平有效）。 发送器输出使能（高电平有效）。 4 DE 发送器输入。 5 D 连接地。 6 GND 连接地。 7 GND 不连接。 8 NC 同相发送器输出。 9 Y 反相发送器输出。 10 Z 11 B 反相接收器输入。 同相接收器输入。 12 A 13 NC 不连接。 正电源（4.75V 14 Vcc 4．功能分析 特性(SP490E，SP491E) SP490E和SP491E是全双工差分收发器，完全满足RS-485和RS-422的要求。它们由Sipex特有的BiCMOS工艺制造而成，需要小部分的二极功率设计。 工作原理 RS-485标准理想地用于多分支（multi-drop）应用和远程接口中。它允许在一条数据线上连接32个发送器和接收器，非常适合于多分支应用。由于允许使用4000英尺长的电缆，RS-485收发器可以使用一个宽（－7V～+12V）共模方式范围来调整地电位偏差。因为RS-485是一个差分接口，所以传输数据时完全可以抑制来自发送线的干扰。 发送器 SP490E和SP491E的发送器是差分输出，空载时输出电压的范围为0V～+5V。即使在差分输出连接了54?负载的条件下，发送器仍可保证输出电压大于1.5V。 SP491E有一根发送器使能控制线（高电平有效）。DE（Pin4）上的逻辑高电平将使能发送器的差分输出。如果DE（Pin4）为低，则发送器输出呈现三态。SP490E无发送器使能控制线。 接收器 SP490E和SP491E接收器的输入是差分输入，输入灵敏度可低至±200mV。接收器的输入电阻通常为15k?（最小为12k?）。－7V～+12V的宽共模方式范围允许系统之间大的地电位偏差的存在。SP490E和SP491E的接收器具有故障自动保护（fail-safe）特性，可确保接收器的输出在输入悬空时为高电平状态。 SP491E的接收器有一个接收器使能控制线（），低电平有效。当SP491E的（Pin3）为逻辑低电平时，差分接收器使能；如果REB（Pin3）为逻辑高电平，则接收器呈现三态。 ESD容限 SP490E/SP491E器件为所有发送器输出和接收器输入管脚提供了ESD保护。由于在原有的器件上增加了ESD结构，新的SP490E/SP491E系列器件可用在多干扰的应用和对静电放电和瞬态变化敏感的环境中。增强型ESD保护使器件的输入和输出管脚至少可承受±15kV的静电放电而不受到损坏，也不闭锁。 有以下方法可用于ESD测试： MIL-STD-883，Method 3015.7 IEC1000-4-2气隙放电 IEC1000-4-2直接接触放电 人体放电模式已成为半导体最常用的ESD测试方法。该方法在MIL-STD-883中被规定为Method 3015.7。这种ESD测试方法的前提是要模拟人体对静电能量进行存储并将其释放到某个集成电路。这个过程可通过图 1-14所示的电路进行模拟。该方法用于在正常工作时（例如，IC被用于频率处理的制造应用中）对IC承受ESD瞬变的能力进行测试。 IEC-1000-4-2，以前称为IEC801-2，通常用于设备和系统的ESD测试。对于系统厂商来说，由于系统本身要面对外部环境和人为状况，他们必须保证系统具有足够的ESD保护能力。使用IEC1000-4-2方法的前提是：当ESD用于设备（正常情况下允许被操作）的点和面测试时要求系统必须能够承受足够大的静电。如果ESD源直接跨接到连接器管脚上时，收发器IC将接收大部分的ESD电流。IEC1000-4-2的测试电路见图 1-15。IEC1000-4-2包含2种方法：气隙放电法和接触放电法。 图 1-14 人体放电模式ESD测试电路 图 1-15 IEC1000-4-2 ESD 测试电路 运用气隙放电法时，ESD 电压直接加载到待测设备（EUT ）。这样来模拟一个被充电的人准备将电缆连接到系统的后部，使用这种方法是为了在人接触后面板前出现冲击电流。在人接触到系统之前，人身上的高能量电压就通过一个弧形的通路释放到系统的后面板。不论是直接释放或通过空气释放，这部分能量主要是放电电流而非电压。能量跟随气隙放电而变化，实现ESD 电压加载到系统的行进速度和空气的湿度都会改变放电电流。例如，放电电流的上升时间也随着行进速度的变化而变化。 接触放电法通过将ESD 电流直接释放到EUT 来实现。该方法可以降低ESD 弧形通路带来的不可预知性。由于能量不通过气隙的弧形通路而直接传输，因此放电电流的上升时间是个常量。在诸如手持式系统的应用中，ESD 电荷直接从设备的持有者释放到设备。电流直接传递给设备的键盘或串口，然后经过PCB 板最终到达IC 。 图 1-14和图 1-15是三种方法的典型ESD 测试电路。开关1（SW1）闭合时DC 电源首先对Cs 充电。电容充电完成后，开关2（SW2）闭合开关1（SW1）断开。电容存储的电压经过限流电阻Rs 到达待测器件（DUT ）。在ESD 测试中，SW2由脉冲信号控制以便待测器件能得到周期性的电压。 在人体放电模式中，限流电阻（Rs ）和电源电容（Cs ）分别是 1.5k ?和100pF 。对于IEC-1000-4-2测试法，限流电阻（Rs ）和电源电容（Cs ）分别是330k ?和150pF 。 相对人体放电模式，IEC1000-4-2要求Cs 的值更大，Rs 的值更小。电源电容越大，SW2闭合时测试点的电压就越高。限流电阻越小，测试点的电流就越大。 IEC1000-4-2 SP490E/SP491E 系列 人体模式 气隙放电 直接接触 Level 发送器输出 接收器输入 ±15kV ±15kV ±15kV ±15kV ±8kV ±8kV 4 4 图 1-16是SP490E/SP491E 芯片在IEC1000-4-2的ESD 测试波形。 t=0ns t=30ns 0A 15A 30A t 图 1-16 IEC1000-4-2的ESD 测试波形 更详尽的数据资料可以从Sipex 公司的器件手册、应用指南中获得，也可以从周立功网站 (https://www.wendangku.net/doc/194217472.html,) 下载对应的开发指导。