Maxim制造了一系列令人眼花缭乱的RS-485驱动器和接收器。本应用说明解释了Maxim产品线的不同功能，从而帮助您选择最适合您需求的部件。以下是对各种功能和其他需要记住的重要事项的解释。

数据速率和slew速率限制

在RS-485系统的设计过程中，需要确定适合该系统的最大数据速率。那么就有必要选择能够以这种速度运行的物理RS-485设备。选择额定速度等于或大于所需数据速率的设备。知道了这一点，您可能想知道选择最快的设备是否有任何缺点，如果它们可能是多余的。答案是肯定的!

虽然快速设备确实可以用于高数据速率和低数据速率，但使用比需要更快的设备存在缺点，包括更高的辐射率和更容易受到不当终止的影响。

由于RS-485中使用的布线将充当天线，因此会发生辐射。RS-485试图通过使用双绞线布线和平衡发射器来最大限度地减少辐射。这背后的想法是平衡发射器，顾名思义，将产生两个相等但相反的信号，在双绞线的两条电线上发送。因为两根电线实际上是互相叠在一起的，所以它们倾向于接收与另一根电线传输的信号完全相反的信号。这具有相互抵消的效果，理想的结果是没有净排放。这往往工作得相当好，但是，就像工程中的所有事情一样，它并不完美。不可避免地，一些废气会泄漏出来。一般来说，信号中的频率成分越高，电缆越长，情况就越糟糕。

这同样适用于电缆终端。由于布线的距离和数据速率的关系，必须仔细注意传输在线效应。RS-485电缆的两端应端接在电缆的特性阻抗上，以防止反射。电阻和电缆公差，除其他外，可能导致这两个阻抗之间的不匹配。这将导致反射，减少噪声边界，并最终导致数据丢失。与辐射相似，电缆发送的频率成分越高，电缆越长，反射就越有可能影响系统。

慢速限制可以帮助低速系统解决上述两个问题。慢速限制的工作原理是减慢RS-485信号的边缘，从而减少信号的高频成分。比较图1和图2中的图。

在图1中，a和b都显示了以250kbps (125kHz)传输的RS-485信号。图1a是使用MAX3485E拍摄的，MAX3485E没有慢速限制，并且能够达到12Mbps的速度。图1b是用限速的MAX3483E拍摄的，MAX3483E的最大数据速率为250kbps。在图1a中，傅里叶变换显示了超过2Mbps的频率分量。这些高频元件对于产生更高数据速率所需的漂亮的方形边缘是必要的。螺旋速率限制部分的傅里叶变换表明，2MHz以上的频率分量几乎消失了。随着这些高频成分从信号中消失，围绕慢速限制部分设计的系统将倾向于降低速率，并且不易受到终端不匹配的影响。

表1比较了三种不同的RS-485部件。MAX3485是该系列中速度最快的，最高可达12Mbps。MAX3483受慢速限制，工作速度为250kbps。MAX3486是两者之间的折衷，最大速度为2.5Mbps。

全/半双工

RS-485是这样设计的，一个双绞线上只有一个发射器可以在同一时间活动。在此约束下，如图4a所示的系统中，盒子A可以向盒子B传输数据，或者盒子B可以向盒子A传输数据，但两者不能同时传输数据。这被称为“半双工”。另一方面，全双工系统可以同时在两个方向上进行通信。全双工系统可以使用RS-485进行设计，但需要在节点之间运行两根双绞线，如图4b所示。一根双绞线专用于向一个方向传输信息，另一根双绞线专用于向相反方向传输数据。每个系统需要的物理设备略有不同。图5a为典型的半双工部件，图5b为典型的全双工部件。

由于半双工部分必须能够在同一双绞线上发送和接收，因此发射器的输出引脚和接收器的输入引脚被绑在一起。全双工部分将发射机和接收机分开。此外，半双工部分将始终具有驱动使能(图中的DE)引脚。这是必需的，因为发射器在接收数据时必须是三态的。全双工部件可能有也可能没有驱动使能引脚，这取决于它是否设计用于多滴系统。

软件可选的

自2001年1月1日起，Maxim将生产三种可以全双工或半双工运行的部件。这些是MAX1485, MAX1486和MAX3089。这在可能需要连接到全双工和半双工系统的系统中很有价值。图6显示了MAX1485。注意标有H/F*的引脚。当这个引脚被拉低时，半双工接收器被禁用;当拉高时，全双工接收被禁用。

2.5V/3.3V和5V电源

根据EIA/TIA 485 Rev A规范，当负载27欧姆时，RS-485变送器的差分输出电压必须在1.5V到5V之间。通过精心设计和低差发射器，这可以在电源运行低至2.5V的情况下实现。因此，仅从3.0V到3.6V电源运行的系统可以使用Maxim的3V系列部件，并保持符合RS-485规范。

值得注意的一个特殊部分是MAX3471。该部分完全规定在2.5V至5.5V范围内工作。因此，MAX3471在电池供电系统中特别有趣。例如，一个使用3AA电池的系统，当电池是新的时，其典型的工作电压范围为4.5V，当电池快用完时，其工作电压范围降至2.7V。MAX3471的宽工作范围允许该部件直接从电池运行，而无需任何电源转换器，这可能会增加系统成本。

1单位负荷，1/4单位负荷，1/8单位负荷

“单位负载”是EIA 485规范创建的一个假设单位，用于帮助RS-485系统的设计人员确定每条电缆可以连接多少接收器/发射器。该规范认识到，可以连接的设备数量在很大程度上取决于每个部分对系统的负载。一个部件对系统的负荷越大，可用的部件就越少。为了量化这一点，发明了“单位负荷”。所有RS-485部件都应该根据这些单元负载的分数或倍数来表征它们的寿命。例如，MAX487被表征为1/4单位负载部件，而MAX3485被表征为1单位负载部件。这基本上意味着MAX487将加载一个系统1/4的MAX3487，因此，如果系统只使用MAX3487，那么MAX487可以连接到系统的数量是MAX487的四倍。

最终，一条双绞线可以连接多达32个单位负载。这32个单元负载可以是任何部件的组合。例如，32 × 1/4单元负载部件加上16 × 1单元负载部件可以成功地用于系统中。Maxim目前生产的设备有1单位负载、1/4单位负载、1/8单位负载。下表显示了每种方法的示例。

高ESD防护

所有Maxim设备在每个引脚上都有防静电结构，以防止在处理和组装过程中遇到静电放电。Maxim的标准RS-485部件在其所有引脚上提供≥2kV的ESD。Maxim的±15kV保护部件通过在驱动器输出和接收器输入上提供±15kV保护(正如人们可能怀疑的那样)来改进这一点。生活中的一切都是有代价的，而增加的ESD保护只需要一点点额外的成本。±15kV保护部件通常与标准部件具有相同的引脚输出和功能，因此无需修改电路板布局即可轻松替换这些部件。MAX485和MAX485E就是两个这样的部件的例子。MAX485具有标准级别的保护，而MAX485E具有±15kV的保护。重要的是要注意我们的零件在ESD打击期间的反应。这些部件不仅不会受到低于额定值的ESD冲击而损坏，而且还可以继续正常工作，而无需回收电力。此外，它们在上电、下电和关机时都可以防止ESD冲击。

故障安全操作

RS-485系统中可能出现四种常见故障情况，导致数据错误。通过特殊设计的输入级，Maxim的故障安全部件旨在防止这些条件下的错误数据。

RS-485系统常见的四种故障有:

• 系统中的所有发射机都处于关闭状态。

• 接收器未连接电缆。

• 电缆有一个开口。

• 电缆短了。

RS-485规定接收机的输入阈值在±200mV之间。这基本上意味着如果接收器上的差分电压为0V，则输出状态是不确定的。不幸的是，除非另有设计，这正是上面列出的每个错误所发生的情况。更糟糕的是，如果接收器的阈值非常接近0V，任何与之耦合的噪声都可能足以跳过阈值并导致输出抖动。这种喋喋不休的声音会以信号的形式出现，迷惑系统。Maxim的故障安全部件，如MAX3080，通过在-50mV和-200mV之间设置接收器阈值来解决这个问题。使用这些部件，如果由于故障情况而在输入级出现0V，则保证输出为逻辑高电平。此外，接收机的噪声裕度为50mV。所有这些都是在符合RS-485规范的同时完成的。

关闭

关机功能的唯一目的是节省电力。将零件置于关闭状态可以显著减少其供电电流，从而降低功耗。可以使用MAX3483来说明节省功耗的例子。正常工作时，典型电源电流为1.1mA。在关机时，电源电流降低到2nA!使用shutdown时需要考虑的一个重要方面是从关闭状态到有效输出所需的时间。对于MAX3483，这可能需要长达3µS的时间。在最坏的情况下，MAX3485将此时间减少到900nS。

参考电路

1. TIA / eia - 485 a平衡数字多点系统用发生器和接收机的电气特性

2. TSB89TIA/EIA-485-A应用指南