RS485電路設計（差分傳輸、半雙工)
RS-485是針對UART串口的一種接口標准，它定義了串行通信系統中發送器和接收器的一系列電氣特性。相比於RS-232，RS-485標准的通信系統抗干擾能力較強，可實現長距離數據傳輸﹐同時支持多個收發器連接到同一個通信網絡中。因此，RS-485在工業控制領域以及有類似需求的系統中得到了廣泛的應用。
（1）RS485的電氣特性：邏輯“1”用兩條線之間的電壓差表示為+（2-6）V；邏輯“0”-（2-6）V兩條線之間的電壓差表示。接口信號電平低於RS232，不易損壞接口電路芯片。此外，接口信號電平與TTL電平兼容，可以很容易地與TTL電路連接。
（2）RS485的最高數據傳輸為10Mbps
（3）RS485接口，采用平衡驅動和差分接收相結合的方式，提高了抗共模干擾能力，即工控機良好的抗噪聲干擾能力。
（4）RS485接口的最大傳輸距離為4000英尺，實際可達3000米。此外，RS232接口只允許連接總線上的一個收發器，即單站容量。RS485接口允許多達128收發器連接到總線。也就是說，它具有多站能力，使用戶可以很容易地建立設備網絡，使用一個單一的RS485接口。
（5）RS485串行接口具有良好的抗噪聲性能、較長的傳輸距離和多工位性能，是串行接口的首選接口。因為RS485接口構成一個半雙工網絡，一般只有兩條線路，所以RS485接口都是使用屏蔽雙絞線傳輸。RS485接口連接器采用DB-9插頭插座，智能終端RS485接口采用DB-9（孔），鍵盤接口RS485采用DB-9（針）。
接口電子特性：
所采用的是差分信號（兩根線）傳輸方式，邏輯為1時Signal兩線電壓差在+2 ~ +6V，邏輯為0時Signal兩線電壓差在-2 ~ -6V。
SP3485信號轉換芯片介紹：
SP3485芯片是+3.3V低功耗半雙工收發器，適用於RS-485和RS-422串行協議，作為RS-485串行協議時的電路設計圖如下：
參考設計： RS485串口部分的原理圖如下圖所示。由於ZYNQ PL側串口輸入輸出引腳為TTL電平，用3.3V代表邏輯“1”，0V代表邏輯“0”;而RS-485電平標准采用差分信號的差值電壓來代表邏輯“0”和“1”。因此當FPGA與RS485接口標准的設備通信時，需要加電平轉換芯片SP3485.實現 RS485電平與TTL電平的轉換。
由於RS-485為半雙工通信方式，需要通過使能信號來控制發送和接收過程。在下圖中，電平轉換芯片SP3485的2號引腳為低電平接收使能，3號引腳為高電平發送使能。在這里我們將兩個引腳連接在一起，只需要通過一個信號R$485_DE即可控制收發過程:當RS485_DE為高電平時，SP3485處於發送過程;當RS485_DE為低電平時，SP3485處於接收過程。4'
RO 就是芯片接收到的數據再由他發送出去。
對485來說,485是發送數據，那 FPGA就是接收數據。
DI就是驅動器輸入，就是FPGA發出數據給485的第四個引腳。
下圖為RS232/RS485的選擇接口，由上圖可知，SP3485芯片端口的RS485_RX和 RS485_TX並沒有直接和ZYNQ的引腳相連接，而是連接到開發板的P1口，RS232串口和RS485串口共用P1口的UART2_TX和UART2_RX，UART2_TX和UART2_RX是直接和FPGA的引腳相連接的，這樣的設計方式實現了有限I0的多種復用功能。因此，在做RS485串口通信實驗時，需要使用杜邦線或者跳帽將.RS485_RX和UART2_TX連接在一起，RS485_TX和UART2_RX連接在一起。
1:A和B之間為什么要加串一個120歐姆的電阻?
485總線通常使用特性阻抗為120Q的雙絞線，因此在485總線的首尾兩端增加120Q終端電阻來避免信號反射問題。
2:為什么需要加上下拉電阻?,
根據 RS-485標准，當485總線差分電壓大於+200mV時，485收發器輸出高電平;當 485總線差分電壓小於-200mV時，485收發器輸出低電平;當485總線上的電壓在-200mV～+200mV時，485收發器可能輸出高電平也可能輸出低電平，但一般總處於一種電平狀態，若485收發器的輸出低電平，這對於UART通信來說是一個起始位，此時通信會不正常。v當485總線處於開路(485收發器與總線斷開）或者空閑狀態(485收發器全部處於接收狀態，總線沒有收發器進行驅動）時，485總線的差分電壓基本為0，此時總線就處於一個不確定的狀態。同時由於目前485芯片為了提高總線上的節點數,輸入阻抗設計的比較高，例如輸入阻抗為1/4單位阻抗或者1/8單位阻抗(單位阻抗為12kQ,1/4單位阻抗為48k Q),在管腳懸空時容易受到電磁干擾。因此為了防止485總線出現上述情況，通常在485總線上增加上下拉電阻(通常A接上拉電阻，B總線下拉電阻)。若使用隔離RS-485收發模塊(例如RSM485PCHT)，由於模塊內部具有上下拉電阻(對於RSM485PCHT，內部上下拉電阻為 24kQ)，因此在模塊外部一般不需要增加上下拉電阻。
其中，“RS485_RX”網絡由ZYNQ輸出的UART2_TX驅動。當UART2_TX為高，即不發送時，三極管導通，“RD485_DE”被拉低，此時SP3485芯片工作在接收狀態，RS485差分總線的電平被外部電阻強制拉高,達到了輸出高電平的的狀態。當UART2_TX為低，即開始發送時，三極管截止，“RD485_DE”被拉高，此時SP3485芯片工作在發送狀態，RS485差分總線的電平由 UART2_TX來驅動。這樣就實現了RS485收發狀態的自動控制。
參考設計2：
L1為共模電感，共模電感能夠對衰減共模干擾，對單板內部的干擾以及外部的干擾都能抑制，能提高產品的抗干擾能力，同時也能減小通過信號線對外的輻射，共模電感阻抗選擇范圍為120歐/100MHz ~2200歐/100MHz，典型值選取1000 歐/10OMHz ;
//共模電感(Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，常用於電腦的開關電源中過濾共模的電磁干擾信號。在板卡設計中，共模電感也是起EMI濾波的作用，用於抑制高速信號線產生的電磁波向外輻射發射。ll
C1、C2為濾波電容，給干擾提供低阻抗的回流路徑，能有效減小對外的共模電流以同時對外界干擾能夠濾波;電容簽值選取范圍為22PF~1000pF，典型值選取100pF;若信號線對金屬外殼有絕緣耐壓要求，那么差分線對地的兩個濾波電容需要考慮耐壓;
當電路上有多個節點時要考慮降低或去掉濾波電容的值。C3為接口地和數字地之間的跨接電容，典型取值為1000pF，C3容值可根據測試惰況進行調整;
RS-422和RS-485電路原理基本相同，都是以差動方式發送和接收，不需要數字地線。差動模式使得同速率條件傳輸距離更遠，這正是二者與RS232的根本區別。
RS-422通過兩對雙絞線可以全雙工工作收發互不影響，RS485采用一對雙絞線故只能半雙工工作，發收不能同時進行，RS-422不允許出現多個發送端而只能有多個接受端。因為有兩對雙絞線實現全雙工，故有四條信號線T/R+，T/R-，以及一條GND線。
