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转自 | 周立功
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RS-485总线广泛应用于通信、工业自动化等领域。在实践中，我们通常会遇到是否需要增加下拉电阻和增加多少电阻的问题。下面我们将详细分析这些问题。
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当485总线的差异电压大于 200mV485收发器输出高电平；
485总线的差异电压小于-2000mV485收发器输出低电平；
当485总线电压为-200时mV～ 200mV当485收发器输出高电平或低电平时。但如果485收发器输出低电平，它通常处于电平状态UART通信是起始位置，此时通信会异常。
当485总线处于开路(485收发器与总线断开)或空闲状态(485收发器均处于接收状态，总线无收发器驱动)时，485总线的差分电压基本为0，此时总线处于不确定状态。同时，为了提高总线上的节点数，485芯片的输入阻抗设计相对较高，如1/4单位阻抗或1/8单位阻抗（12单位阻抗）kΩ，1/4单位阻抗48kΩ)，在管脚悬空时容易受到电磁干扰。
(通常A连接上拉电阻，B总线下拉电阻)。如果使用隔离。RS-485收发模块(如RSM485PCHT），因为模块内部有上下拉电阻(因为RSM485PCHT，内部上下拉电阻为24kΩ）,因此，一般不需要在模块外部增加上下拉电阻。
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当遇到信号反射问题时，信号反射通常是通过增加匹配电阻来避免的，如图1所示。485总线通常使用120的特性阻抗Ω因此，在485总线的尾两端增加了120Ω终端电阻来避免信号反射问题。
图1：两个RSM485PCHT模块通信电路
根据RSM485PCHT具体参数(如表1所示)可获得图2所示的等效电路RPU、RPD在485总线上增加模块内部的上下拉电阻，RIN输入阻抗模块。
表1 RSM485PCHT参数
图2：RSM485PCHT通信等效示意图
当两个模块都处于接收状态时，节点A和节点B可以根据基尔霍夫电流定律列出以下公式：
可根据上述公式计算AB差分电压为：
此时，模块处于不确定状态，模块接收器可能输出高电平或低电平。此时，需要在模块外部增加上下拉电阻，以确保模块在空闲时间不处于不确定状态。
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假设模块的输出电源电压V?O相同，由于RGND接在一起，因此可以认为模块内部的上拉电阻是并联在一起的，为了方便解释，对图2的电路进行整理，如图3所示，在模块外部增加上下拉电阻可以选择只增加一组，也可以选择在每个模块都增加上下拉电阻，为了解释方便，我们在485总线上增加一组上下拉电阻。
图3 ：RSM485PCHT通信等效电路图
RPU将电阻拉到模块内部，RPD本例为24kΩ；
RIN本例最小值为120kΩ；
RT本例为120终端电阻Ω；
RPU_EX向模块外部增加上拉电阻，RPD_EX模块外部的下拉电阻；
由于RSM485PCHT门限电平为-200mV～ 200mV，一般留有100mV或200mV本例保留1000电压裕量mV根据前面推导的差分电压公式，可以得到以下计算公式：
由于RSM485PCHT供电电压范围为4.75V～5.25V，取VO=4.75V(最低输入电压VCC=4.75V情况下)，可得:
由RPU=24kΩ，可得RPU_EX=RPD_EX=461.9Ω，由于计算出的电阻值为最大值，可以选择在485总线上只添加一组410Ω或390Ω上下拉电阻，或两组910Ω上下拉电阻。
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上述计算只考虑485总线的空闲状态，不考虑485收发器的驱动能力和所用部件的功耗。外部下拉电阻越小，485总线空闲状态差电压越高，但同时终端电阻和上下拉电阻功耗越大，485收发器驱动能力要求越高，当485收发器驱动能力超过485时，也会导致通信失败。
根据RS-485标准，当接收器输入阻抗为单位阻抗时(最小为12k）,总线最多可连接32个节点，485的差分负荷最大为54Ω，此时差分输出电压最小为1.5V。
图4 ：485总线连接32个节点
如图4所示，当485总线上有32个节点时，我们可以看到总线A或B共模负载为：
可见，对RS-就485标准而言，A总线或B总线的最大共模负载为375Ω。
图5 ：485总线增加终端电阻等效示意图
当终端电阻增加时，可以发现485总线的共模负载没有改变，但差模负载急剧减小，差模负载为：
因此，当485总线的节点数达到最大并增加终端电阻时，485总线的差模负荷仍然大于54Ω，根据RS-485标准，差分输出电压最小为1.5V。
图6 ：RSM485PCHT 64个节点等效示意图
以RSM485PCHT例如，增加上下拉电阻，如图6所示，总线A或B共模负载为：
实际测试上述情况，驱动输出的最小差分电压3.02V，这个电压远大于RS-485标准规定的最小差输出电压1.5V。
图7 ：RSM485PCHT 64个节点增加终端电阻示意图
在485总线上增加终端电阻时，可以看到总线A或B共模负载没有变化，差分阻抗变化很大。此时，差模负载为：
计算出的差模负载略大于RS-485标准规定的最大负荷为54Ω，我们对RSM485PCHT实际测试，输出差异电压1.58V，略大于标准规定的最小电压。
当差模负载为54时Ω(485总线连接120Ω与收发器内阻的并联值为270Ω）时，RSM485PCHT差分输出电压为1.52V(实测值)，基本和RS-485标准相同。当差模负载为41时.54Ω(485总线连接120Ω与收发器内阻的并联值为135Ω）时，RSM485PCHT差分输出电压为1.17V在这种情况下，左右(实测值)可以通信。但485收发芯片手册中规定的最大差模负载通常是54Ω，即在485总线上增加两个120Ω上拉电阻(下拉电阻)与收发器输入阻抗的并联值应大于270Ω。同时，为保证通信稳定可靠，485总线上拉电阻(下拉电阻)与收发器输入阻抗的并联值应大于375Ω。
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1.通信线应采用屏蔽双绞线，屏蔽层应单点接地；
2.我们没有遇到信号反射问题时，尽量不要使用终端电阻；
3.如果使用终端电阻，我们可以通过上下拉电阻调节485总线在空闲状态的电压值，保证不处于门限电平（-200mV～+200mV或-200mV～-40mV）范围内；
4.当我们增加上下拉电阻时，上拉电阻（下拉电阻）与收发器输入阻抗的并联值应大于375Ω。
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