RS422-R232的同胞兄弟:一文搞懂

起源

RS-422(Recommended Standard 422),是由电子工业联盟(EIA,Electronic Industries Alliance)在20世纪70年代制定的一种差分信号传输标准,正式名称为 TIA/EIA-422。它是对RS-232标准的改进,主要目的是提高传输速率、增强抗干扰能力,并支持更远距离的信号传输。

信号传输模式

RS-422采用 平衡(差分)传输 模式,与RS-232的单端传输方式不同:

  • 信号线:RS-422使用 两根线(A+ 和 B-)来传输数据,每对信号线上的电压差决定逻辑状态。
  • 抗干扰能力强:由于采用 差分信号,共模噪声可以被抵消,因此相比RS-232,RS-422更适用于工业环境。
  • 支持多点通信:RS-422是一种单主多从架构(1对多),即一个发送端(驱动器)可以连接最多 10个接收端(接收器),但不支持多主模式。

电器参数

  • 信号电平:驱动电压范围 ±6V 到 ±10V,接收器最小输入灵敏度为 ±200mV
  • 传输速率:最高可达 10 Mbps(在短距离下)。
  • 传输距离
    • 100 kbps 时可达 1200 米
    • 1 Mbps 时传输距离约 100 米
  • 负载能力:每个驱动器最多可驱动 10个接收器
  • 阻抗匹配:通常要求 120Ω 终端匹配电阻 以减少信号反射。

典型应用设计

RS-422广泛用于工业控制、自动化设备、通信系统等场景:

  • 工业自动化:PLC、传感器、机器人等设备之间的通信。
  • 安防监控:RS-422用于控制云台摄像机(PTZ)。
  • 仪器仪表:用于数据采集系统,如气象站、环境监测设备等。
  • 远距离通信:如工厂楼宇之间的串行通信。
  • 计算机外围设备:如早期的打印机、绘图仪等。

电路设计

  • 驱动芯片:常用的RS-422驱动芯片包括 SN75174、MAX491、ADM485 等。
  • 接收芯片:常用的RS-422接收芯片有 SN75173、MAX490、ADM488
  • 终端电阻:建议在信号线末端加 120Ω 终端匹配电阻,防止信号反射。

常见故障及解决方案

问题 可能原因 解决方案
通信失败 线路接错 确保A+、B-正确连接
数据丢失 传输距离过长或速率过高 降低波特率或使用中继放大器
干扰严重 电磁干扰 使用屏蔽双绞线,确保良好接地
信号反射 没有终端匹配电阻 在总线末端加 120Ω 终端电阻
多设备通信异常 超出最大接收设备数量 降低接收端数量或改用RS-485