RS-485 总线上的最大节点数

RS-485 是在多点差分总线上进行数据交换的常用电气标准,这意味着总线上的所有节点共享一种公共传输介质。RS-485没有规定总线连接的最大数量。实际上,随着节点总数的增加,每个驱动程序上的负载也会增加。

电信工业协会(TIA)/EIA-485标准制定了一种假设的单位负载(UL),以帮助计算RS-485总线上的最大节点数。该标准规定,驱动程序必须能够在最多32个单位负载(与总线两端的两个120Ω端接电阻并行)上驱动至少1.5 V差分信号。

你可以使用以下两个公式来计算RS-485总线上的最大节点数。首先,根据公式1,可以用输入电压的最坏情况比除以漏电流,以计算输入电阻。确定节点的输入电阻后,可以通过公式2来计算RS-485总线上的最大节点数:

  • 公式1:
    输入电阻 = 最大值(VIN / 漏电流)
  • 公式2:
    节点数 = 32 / 输入电阻

不知道这个漏电流是如何计算的?

RS485在链路中理论上的节点数量不超过255台,往往实际项目应用时单链路小于32台,如果要求返回数据量及周期时间,那么16台或者8台都可以的,数量越少效率越好。

是不是在链路上多添加一个设备,链路上的信号就会有衰减?这个衰减如何测量出来?衰减到多少是满足要求的?这个有没有规定呢?

漏电流(Input Leakage Current)一般不是计算得来的,而是测量得来的。

RS-485 标准中,漏电流(Input Leakage Current)是指当总线引脚(A 或 B)施加特定电压时,流入或流出节点的电流。其测量和计算需遵循以下规则:

测试条件
按照 TIA/EIA-485 标准,需在总线引脚(A 或 B)上施加 -7V 至 12V 的输入电压(覆盖接地电位差和总线电压的极端情况),另一引脚接地,分别测量 powered(上电)和 unpowered(未上电)状态 下的电流。

在 RS - 485 链路上每多添加一个设备,就相当于增加了一个负载。这些负载会消耗一部分信号能量,导致信号强度减弱,也就是产生信号衰减。同时,线缆本身也存在电阻、电容和电感等特性,随着线缆长度增加和节点增多,信号在传输过程中的损耗也会加剧。

测量的方法,可以用示波器,比如将示波器的探头连接到 RS - 485 总线的发送端和接收端。在发送端发送特定的测试信号(如方波信号),然后在接收端观察信号的波形。通过对比发送端和接收端信号的幅度、上升时间、下降时间等参数, 可以评估信号的衰减程度。

计算出来的这个最大节点数是常规数值吗?实际使用还需要做一些余量吗?

是的,实际使用中强烈建议保留余量,原因如下:

  • 总线拓扑结构、布线不规范 会引起反射干扰;

  • 电缆长度过长、电容加载过大 会造成信号边沿变慢;

  • 电磁干扰(EMI)或地电位差(GPD) 增加误码风险;

支持节点: 每路RS-485支持128个节点
1、RS485集线器是一款高性能光电隔离加强型多功能的RS485的接口集线器;2、该产品配有外接电源,具有体积小,传输距离远、速率高、性能稳定等特性;3、兼容RS-232、RS-485 TIA/EIA标准;4、自动发送/接收数据,无需外部的流量控制信号,三线(TXD.RXD.GND)制通信;5、支持300-115200BPS波特率通讯,波特率自适应,不受通信协议限制;6、一路RS232或RS485信号输入,四路RS485信号输出。其通讯距离超过3000米;7、每路支持节点:最大支持128个节点;8、工业级光电隔离:为所有的RS-485接口提供2.5KVrms的光电隔离,有效的解决了外界雷击浪涌和地电位差带来的传输问题;9、数据流向控制,通过硬件解决数据流向问题,自动辨别和控制数据传输方向,故障接口自动隔离;10、提供更加灵活的RS-485/RS-422星型总线结构,RS-485接口输入,输出端均采用独立驱动方式,改变原有总线的单一式结构为网络结构,给工程建设及系统的稳定性带来极大的好处;

32 个单位负载的限制看似简单,实则背后关联着节点的输入电阻和漏电流特性 —— 公式 1 通过输入电压与漏电流的比值确定单节点输入电阻,再结合公式 2 换算成实际可挂载的节点数,这个逻辑清晰地把理论限制落地到了硬件参数上,对选型和电路设计很有指导意义。