1 典型的 RS-485 网络和端接需求

图 1-1 和图 1-2 分别展示了采用半双工或全双工配置的典型 RS-485 网络。在这些拓扑结构中，所使用的驱动器、接收器和收发器通过网络残桩接至主电缆干线。残桩是收发器和电缆干线之间的电气距离，实质上代表了一段非端接的总线线路。

图 1-1 全双工网络

图 1-2 半双工网络

全双工实现需要两个信号对（四根电线），以及具有用于发送器和接收器的单独总线访问线路的全双工收发器。全双工网络允许节点在一个对上发送数据，同时在另一个对上接收数据，从而实现较高的有效吞吐量。在半双工网络中，仅使用一对信号，并要求在不同的时间驱动和接收数据。这种配置降低了网络布线成本（与全双工网络相比），但代价是吞吐量下降。

市场上的大多数 RS-485 收发器为半双工或全双工，这意味着器件采用不同的引脚排列和封装。这是系统设计人员为其半双工和全双工设计平台选择不同器件时面临的第一个问题。

电信号通过铜缆（物理介质）从驱动器传输到网络上的所有接收器。驱动网络时，驱动器 (TX) 输出阻抗较低，而接收器 (RX) 输入阻抗通常以千欧姆 (kΩ) 为单位。如下图所示，每次信号遇到阻抗失配时，例如中间节点（A 点和 B 点处）或接收器输入端子（节点 n 处）的残桩，都会反射回一定量的信号，这会干扰总线上的信号，从而降低信号质量。反射因数 (r) 由方程式 1 求出。

其中 Zt 是端接阻抗，Zo 是电缆特性阻抗

根据传输线路理论，阻抗失配不连续性必须受到限制，才能尽可能地减少反射，这一点至关重要。为了实现这一点，建议的设计做法是将残桩长度保持最短并端接最远的节点。如果信号可以双向传输，则需要正确端接网络的两个远端。

图 1-3 RS-485 网络中的信号反射现象

总线端接是提高信号质量的有效方法。如图 1-1 和图 1-2 所示，通常两个终端节点都使用端接电阻器进行端接，其值与传输电缆的特性阻抗相匹配。在楼宇自动化（HVAC、恒温器等）等某些应用中，可以在 RS-485 网络中添加或移除节点以重新配置网络。这就引出了系统设计人员面临的第二和第三个问题：终端节点的应用板设计必须不同于中间节点的应用板设计，并且技术人员需要手动干预以重新配置网络中的终端，这容易出现人为错误，例如电缆极性反转、不正确的端接等。