1 典型的 RS-485 網(wǎng)絡(luò)和端接需求

圖 1-1 和圖 1-2 分別展示了采用半雙工或全雙工配置的典型 RS-485 網(wǎng)絡(luò)。在這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所使用的驅(qū)動(dòng)器、接收器和收發(fā)器通過網(wǎng)絡(luò)殘樁接至主電纜干線。殘樁是收發(fā)器和電纜干線之間的電氣距離，實(shí)質(zhì)上代表了一段非端接的總線線路。

全雙工實(shí)現(xiàn)需要兩個(gè)信號(hào)對(duì)（四根電線），以及具有用于發(fā)送器和接收器的單獨(dú)總線訪問線路的全雙工收發(fā)器。全雙工網(wǎng)絡(luò)允許節(jié)點(diǎn)在一個(gè)對(duì)上發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)在另一個(gè)對(duì)上接收數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)較高的有效吞吐量。在半雙工網(wǎng)絡(luò)中，僅使用一對(duì)信號(hào)，并要求在不同的時(shí)間驅(qū)動(dòng)和接收數(shù)據(jù)。這種配置降低了網(wǎng)絡(luò)布線成本（與全雙工網(wǎng)絡(luò)相比），但代價(jià)是吞吐量下降。

市場(chǎng)上的大多數(shù) RS-485 收發(fā)器為半雙工或全雙工，這意味著器件采用不同的引腳排列和封裝。這是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員為其半雙工和全雙工設(shè)計(jì)平臺(tái)選擇不同器件時(shí)面臨的第一個(gè)問題。

電信號(hào)通過銅纜（物理介質(zhì)）從驅(qū)動(dòng)器傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上的所有接收器。驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器 (TX) 輸出阻抗較低，而接收器 (RX) 輸入阻抗通常以千歐姆 (kΩ) 為單位。如下圖所示，每次信號(hào)遇到阻抗失配時(shí)，例如中間節(jié)點(diǎn)（A 點(diǎn)和 B 點(diǎn)處）或接收器輸入端子（節(jié)點(diǎn) n 處）的殘樁，都會(huì)反射回一定量的信號(hào)，這會(huì)干擾總線上的信號(hào)，從而降低信號(hào)質(zhì)量。反射因數(shù) (r) 由方程式 1 求出。

其中 Zt 是端接阻抗，Zo 是電纜特性阻抗

根據(jù)傳輸線路理論，阻抗失配不連續(xù)性必須受到限制，才能盡可能地減少反射，這一點(diǎn)至關(guān)重要。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，建議的設(shè)計(jì)做法是將殘樁長(zhǎng)度保持最短并端接最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)。如果信號(hào)可以雙向傳輸，則需要正確端接網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)遠(yuǎn)端。

總線端接是提高信號(hào)質(zhì)量的有效方法。如圖 1-1 和圖 1-2 所示，通常兩個(gè)終端節(jié)點(diǎn)都使用端接電阻器進(jìn)行端接，其值與傳輸電纜的特性阻抗相匹配。在樓宇自動(dòng)化（HVAC、恒溫器等）等某些應(yīng)用中，可以在 RS-485 網(wǎng)絡(luò)中添加或移除節(jié)點(diǎn)以重新配置網(wǎng)絡(luò)。這就引出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員面臨的第二和第三個(gè)問題：終端節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用板設(shè)計(jì)必須不同于中間節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用板設(shè)計(jì)，并且技術(shù)人員需要手動(dòng)干預(yù)以重新配置網(wǎng)絡(luò)中的終端，這容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤，例如電纜極性反轉(zhuǎn)、不正確的端接等。