485總線是一種常用的差分信號傳輸方式，它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、節點數多等優點，廣泛應用于通信、工業自動化等領域。但是，在實際應用中，我們可能會遇到一個問題，就是485總線是否需要在A和B兩條線上加上下拉電阻，以及加多大的電阻合適。本文將對這個問題進行分析和解釋。

一、485總線是如何工作的？

? 首先，我們需要了解485總線的工作原理和信號特性。根據RS-485標準，485總線是通過兩條線（A和B）來傳輸差分信號的，根據兩條線之間的電壓差來判斷的當前數據位是0還是1。 ?

485傳輸時的數據有三種狀態：

? 1.當A和B之間的電壓差VAB=UA-UB大于+200mV時，485收發器輸出的邏輯為1； ? 2.當A和B之間的電壓差VAB=UA-UB小于-200mV時，485收發器輸出邏輯為0； ? 3.當A和B之間的電壓差VAB=UA-UB在-200mV～+200mV之間時，485收發器可能輸出高電平也可能輸出低電平，是一個不確定的狀態。 ?

二、如何避免出現不確定狀態？

在正常情況下，我們希望接收器收到的數據只能是0或1，對于不確定的狀態是不能出現在485總線上的。那么，什么情況下會出現不確定的狀態呢？ ? 主要有以下兩種情況： ?

1.當485總線處于空閑狀態時，所有的485收發器都處于接收狀態，沒有任何一個收發器在驅動總線時。此時，由于沒有任何信號源在總線上產生差分電壓，A和B兩條線上的電壓基本相等，也就是說，差分電壓基本為0。 ?

2.當485總線處于開路狀態時，也就是說，某個485收發器與總線斷開連接時。此時，由于斷開連接的收發器不再對總線產生影響，其余收發器之間的差分電壓也基本為0。 ? 當485驅動器輸出不足以使A、B產生絕對值大于200mV壓差時，此時485總線信號狀態已經不能反映驅動器狀態，接收器也無法識別正確信號。

? 3.當485總線出現不確定的狀態時，會導致通信錯誤或失效。例如，如果某個485收發器在不確定狀態下認為收到數據0信號，向串口輸出低電平，那么對于UART通信來說，這就相當于一個起始位（Start Bit），會引起誤判或誤碼；如果某個485收發器在不確定狀態下輸出高低電平交替變化，那么對于UART通信來說，就會干擾正常數據，導致UART接收器收到異常數據。 ? 為了防止485總線出現不確定的狀態，我們根據這兩種異常分析，導致這兩種異常的原因都是當收發器處于接收狀態時，AB線上無法保持正常電壓差。要保持空閑或斷線的狀態下也能有正確的壓差，我們需要在A和B兩條線上加上下拉電阻（通常A接上拉電阻，B接下拉電阻），以保證總線在空閑或開路狀態下有一個固定的差分電壓。如下圖所示： ?

? 那么，在選擇下拉電阻的大小時，我們需要考慮哪些因素呢？主要有以下幾個方面：

? 1.上下拉電阻應該足夠小，以保證空閑或開路狀態下的差分電壓大于+200mV或小于-200mV（根據具體情況選擇），從而避免不確定狀態。

? 2.上下拉電阻應該足夠大，以減少功耗和熱量，同時不影響485收發器的驅動能力和輸出電壓。

? 3.上下拉電阻應該與485收發器的輸入阻抗、終端電阻、總線長度、節點數等因素相匹配，以保證總線的阻抗匹配和信號完整性。 ? 首先，我們針對收發器處于斷線的狀態時，此時收發器A、B電壓由RU、RT、RD和RIN共同決定，即： ?

? 通常我們將RU和RD使用相同的值，則公式可簡化為： ?

? 此時，我們設芯片內部差分輸入電阻RIN=15kΩ、VCC=3.3V且RT=120R，可以算出此時，0Ω≤R≤239Ω，當然只要R≤232.5kΩ都能滿足斷線情況下A、B線處于數據1狀態。 ? 針對于空閑狀態，考慮到大部分節點設備都會在A、B線上添加RU和RD電阻，且會在終端上增加RT電阻。如下圖所示： ?

? 我們根據前面的推導過程可知，不同的只是因為增加節點而增加的輸入電阻和上下拉電阻，所以我們根據上述電路可以推導出如下的公式： ?

? 在這個公式中，m為帶上下拉電阻的節點數量，n為節點數量。總線A端和B端的差值我們定義為最小的200mA，這樣我們就可以將這個公式簡化為： ?

? 有了這個公式就可以根據實際的節點數量來確定上下拉電阻的值。 ? 然而根據這個公式計算出來的結果僅僅只是一個理想值，在實際使用中上下拉電阻一般都是在節點內部確定了的。不同的節點設備，其內部的上下拉電阻可能不同，我們需要考量節點的數量來考量這個電阻的值。要確定上下拉電阻的值還需要考慮驅動芯片的帶載能力。不能將上下拉電阻設置得很小。

編輯：黃飛

?