485-422对比

485/422作为常用的两种差分数据总线规范，很多人的认知只停留在485半双工、422全双工、UART协议等，有不少误区需要纠正。

概述：

首先来认识几个协会：

ANSI：ANSI是成立于1918年的非赢利性质的民间组织，全称为American National Standards Institute，代表美国国家标准协会。

TIA：TIA是一个全方位的服务性国家贸易组织，其成员包括为美国和世界各地提供通信和信息技术产品、系统和专业技术服务的900余家大小公司，全称为Telecommunications Industry Association，代表电信工业协会。

EIA：EIA是美国的一个电子工业制造商组织，成立于1924年，全称为Electronic Industries Association，代表美国电子工业协会。EIA颁布了许多与电信和计算机通信有关的标准，如232/422/485等。

EIA/TIA制定了一系列串行通信规范，最开始出现的时EIA/TIA-232规范，至少已经出到“-F”版本（-F版本于1997年发布），为了解决232传输距离短、抗干扰性能差的问题，之后出现了449和423规范，但是都被淘汰，已无人使用，再往后出现了422规范，至少出到了“-B”版本（-B版本发布于1994年），422相比232对抗干扰性能、数据传输速率有很大的提高，但是节点数目有限，抗共模干扰能力偏弱，所以又出现了485规范，A版本发布于1998年，485将节点数扩展到了32个。

半双工、全双工：

很多人认为422就是全双工，485就是全双工，这是误解。

422规范中列出的拓扑结构中，是以全双工的形式体现，而且提到422总线包含一个发送器、N个接收器以及终端匹配电阻，可见422规范就是用于全双工场合。

485规范是对422的改进，规范中并没有定义拓扑结构必须是全双工还是半双工，实际上485是支持全双工，只是因为已经有了差分全双工形式（422），且大部分场合下满足要求，所以基本没有人会用到485全双工形式。

单端、差分、共模：

说道422/485总线，一般只会提到抗共模电压以及差分电压，很少关注单端对地的电压值，其实是一个比较容易忽略的点，特别是在应用TVS管做静电防护的场合。

先看422：

（1）单端：|发送器开路|≤6.0V，|接收器|≤10.0V；

（2）差分：|发送器开路|≤10.0V，|带载100Ω|≥2.0V，|接收器|∈（200mV，10.0V），±200mV以内不做逻辑判断要求；

（3）共模：|发送器带载100Ω|≤3.0V，|接收器|≤7.0V。

再看485：

（1）单端：|发送器开路|≤6.0V，-7.0V≤(|发送器| and |接收器|)≤12.0V；

（2）差分：|发送器开路|∈（1.5V，6.0V），|带载54Ω|∈（1.5V，5.0V），|接收器|∈（200mV，6.0V），±200mV以内不做逻辑判断要求；

（3）共模：|发送器带载54Ω|∈（-1.0V，3.0V），(|发送器| and |接收器|)∈（-7.0V，12.0V）。

结论：

（1）安装防静电二极管（TVS）时，422由于一般都是全双工形式，收发独立，发送器选择6.0V的TVS，接收器选择10.0V的TVS，而485由于一般都是半双工形式，按照接收器门限选择-7.0V/12.0V的TVS管（SM712），若接成全双工形式，发送器可以选择6.0V的TVS；

（2）关于差分幅值的问题，422/485规范都有带载幅值要求，实际上有些高速发送器的压差是达不到这个要求的，用较低的幅值换高速率，正常情况下都应该满足422大于2.0V，485大于1.5V的要求，注意这是在满负载的情况下测试；

（3）关于输入识别阈值，422/485都规定±200mV，此值是一个最大值，即芯片设计阈值只要在这个范围内就可以了，并不一定要完全保持一致，但是不能超出这个阈值，否则在某些极端条件下，可能会导致接收器无法正常识别；

（4）关于共模干扰，若收发两端不共地，考虑到可能存在的电势差，要求共模电压尽可能小，422要求3.0V以内，485要求-1.0V~3.0V之间，若明显偏高或偏低，需要考虑是否满足接收器的要求，接收器是否会损坏等情况。

拓扑以及匹配电阻：

先看422：

422是一主多从式架构，节点的收发状态是确定的，不随时间而变化，因此只需要一个终端匹配电阻（注意终端的理解，数据传输方向固定，只能单向传输，只有一个终端），最多可带10个节点，即1发9收，而反方向9发1收在使用时需要特别注意，不用的发送器需要关闭使能，使之处于三态，避免总线冲突；

再看485：

485是多主总线，有点类似CAN总线架构，接收器的阻抗相比422要大一些（422为4kΩ，485为12kΩ），最多带32个节点，节点收发状态不固定，可通过特定引脚实现收发切换，需要两个终端匹配电阻，同样，不发送数据的总线需要退出发送状态，避免总线冲突。