RS-485 基础知识：如何计算单位负载和网络上的最大节点数

RS-485总线端接在许多应用中均很有用，因为此方式有助于提高信号完整性并减少通信问题。“端接”是指将电缆的特征阻抗与端接网络匹配，使总线末端的接收器能够观察到最大信号功率。未端接或端接不当的总线将无法很好的匹配，从而在网络末端产生反射，导致整体信号完整性降低。

在网络的双向环路时间远大于信号位时间时，无需终止，因为每次反射到达网络末端时，它们都会损失能量。但是，对于位时间基本上不长于电缆环路时间的应用，为使反射最小化，端接至关重要。

RS-485 是一种多点差分总线，这意味着总线上的所有节点共享一个公共传输介质，因此每个节点都放置在总线为所有现有的网络收发器和终端电阻增加了一个负载。随着节点总数的增加，每个驱动程序的负载也会增加。

85通讯中一个串口可以控制多少个设备的问题是与该485网络中的电气特性和协议特性所决定的。 所谓电气特性就是指的是要保证485网络中的特征阻抗在允许的范围内，应该是120欧姆左右，连接的设备越多，特征阻抗越小，所以一般在485网络中一般都要加120欧姆的终端电阻。同时还要保证信号的衰减在可接受范围内。

为了为 RS-485 输出驱动器设置实用且可测量的限制，电信行业协会 (TIA)/电子工业联盟 (EIA)-485 标准创建了一个假设的“单位负载”，然后限制了可以达到的最大单位负载数量。提供给 RS-485 总线上的任何驱动器到 32。标准规定，驱动器必须能够通过两个 120-Ω 端接电阻并联在最多 32 个单位负载上驱动最小 1.5 差分信号。

我们可以通过在一个总线引脚上将输入电压从 -7 V 扫描到 +12 V 来确定单位负载参数，同时另一个总线引脚保持接地，然后测量输入漏电流。我们将分别测量两个总线引脚，收发器处于通电和未通电状态。可以想象，输入漏电流取决于输入电压;因此，在计算单位负载时，公式 1 使用输入电压与漏电流的最坏情况比：

其中 V IN {-7 … + 12 V}。

标准中的 -7 和 +12 V 界限意味着允许驱动器输出和接收器之间的接地电位差 (GPD) 高达 ±7 V，驱动器的输出电压在 GND 和5 V。因此，-7 V 表示接收器看到相应驱动器引脚以 -7 V GPD 驱动总线低电平，而 +12 V 表示接收器看到相应驱动器引脚以 +7 V GPD 驱动总线高电平。

一个单位负载相当于 +12 V 时的 1 mA 输入漏电流。该负载代表相对于地的单端负载。考虑单位负载的另一种简单方法是等效于从 A 或 B 总线引脚(以及全双工收发器的 Y 和 Z 引脚)到地的 12 kΩ 电阻。

一旦找到输入电压与漏电流的最大比率，我们就可以通过将该比率除以 12 kΩ 来计算等效单位负载，以单位负载的一小部分表示结果。

使用这个单位负载比，我们可以轻松计算网络可以处理的任何种类的收发器的最大数量。例如，如果我们正在查看 THVD1520 RS-485 收发器，它的单位负载输入阻抗为八分之一，我们将能够在网络上放置理论上最多 256 个节点。

此外，如果我们想弄清楚可以在网络上放置多少个收发器，此 数据表将包含一个单位负载参数或最大输入漏电流，可用于计算单位负载。单位负载越小，我们可以放置在网络上的设备就越多。