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RS485 和 RS232 的真实差距：一条总线为何需要两个电阻？

你有没有遇到过这样的场景？
一个工业现场，十几台设备通过 RS485 接在同一条总线上，通信距离不到 500 米，波特率也不高——可就是时不时丢包、校验失败，甚至雷雨天整个系统“罢工”。排查一圈后发现，问题竟然出在两颗不起眼的 120Ω 电阻上。

而换成 RS232，接上线就能通，简单直接。但为什么它只能拉 15 米？为什么不能挂多个设备？
这一切的背后，并不是玄学，而是物理规律与电气设计的根本差异。

今天我们就来撕开文档表层，从工程实践的角度，讲清楚RS485 与 RS232 的本质区别，尤其聚焦那个常被忽略却决定成败的关键细节：终端电阻如何影响信号完整性。

为什么 RS232 看似“傻瓜式”，却用不远？

先说结论：RS232 的设计哲学是“短距离专用通道”，它的所有特性都围绕这一点展开。

单端传输的本质缺陷

RS232 使用的是单端信号——也就是说，TXD 发送的数据是以 GND 为参考电平的电压变化。逻辑“1”是 -3V ~ -15V，“0”是 +3V ~ +15V。听起来抗干扰能力不错？其实恰恰相反。

因为地线（GND）在长距离传输中会积累压降，一旦两端设备的地电位差超过几伏，接收端看到的信号就可能完全失真。更糟糕的是，电磁干扰会直接叠加在这个单端信号上，没有抵消机制。

📌 打个比方：RS232 就像两个人用对讲机通话，但背景噪音全靠音量压制。离得近还行，一远就听不清了。

它不需要终端电阻，是因为根本没机会反射

信号反射是什么？当高速数字信号沿着导线传播时，如果线路末端阻抗突变（比如开路或短路），信号就像光碰到镜子一样反弹回来，和原始信号叠加，造成振铃、过冲甚至误判。

但在 RS232 的典型应用场景中：
- 波特率低（一般 ≤115.2kbps）
- 距离短（<15m）
- 使用专用串口线或 DB9 连接器

这种条件下，信号波长远大于电缆长度，反射还没来得及形成明显干扰，下一个 bit 已经来了。所以，不配终端电阻也能正常工作。

但这不代表它可以扩展。你想把三个设备接到一根 RS232 线上试试？结果只会是互相干扰、数据混乱。

RS485 的真正优势：不只是“能跑远”

如果说 RS232 是点对点的“电话线”，那 RS485 就是广播系统的“公共频道”。

差分信号：抗干扰的秘密武器

RS485 最大的突破在于使用了差分信号传输：
它不再依赖某根线对地的电压，而是看 A 和 B 两根线之间的电压差。

• 当 VA - VB > +200mV → 逻辑“0”
• 当 VA - VB < -200mV → 逻辑“1”

共模噪声（比如电机启停产生的电磁干扰）通常会同时作用于 A 和 B 线，两者电压同步升高或降低，但它们的差值几乎不变。接收器只关心这个差值，自然就把噪声滤掉了。

这就好比两个人坐在晃动的船上对话，虽然船在摇，但他们相对位置不变，依然能听清彼此。

多点通信：工业自动化的基石

RS485 支持总线结构，一条 A/B 双绞线可以挂多达 32 个设备（通过高阻抗收发器可扩展到 256）。主设备轮询地址，从设备被动响应——这就是 Modbus RTU 的基本工作方式。

这也带来了新问题：谁说话、谁闭嘴？怎么避免抢话？

于是就有了DE/RE 控制引脚的设计：每个节点必须明确知道自己何时发送、何时接收。STM32 上常见的 HAL 库代码如下：

void modbus_poll_slave(uint8_t slave_addr) { uint8_t tx_buffer[8] = {slave_addr, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02}; calculate_crc(tx_buffer, 6); // 切换为发送模式 HAL_GPIO_WritePin(DE_PORT, DE_PIN, GPIO_PIN_SET); HAL_UART_Transmit(&huart2, tx_buffer, 8, 100); HAL_Delay(50); // 等待响应时间 // 切回接收模式 HAL_GPIO_WritePin(DE_PORT, DE_PIN, GPIO_PIN_RESET); HAL_UART_Receive(&huart2, rx_buffer, 5, 200); }

注意这里的HAL_Delay(50)和引脚切换顺序。如果延时太短，对方还没准备好；如果忘记切回接收模式，下一次读取就会失败。

这些细节，在 RS232 上根本不用考虑——因为它永远是全双工，TX 和 RX 各走各的道。

终端电阻：RS485 稳定通信的“最后一公里”

现在我们进入最关键的部分：为什么 RS485 必须加终端电阻，而 RS232 不用？

答案藏在“传输线理论”里。

什么时候要考虑信号反射？

有个经验法则：

如果信号上升沿时间小于6 倍电缆往返延迟，就必须考虑阻抗匹配。

对于普通双绞线，信号传播速度约为 2×10⁸ m/s。假设你用了 500 米线缆，往返延迟就是：

(500 × 2) / (2e8) = 5μs

而一个典型的 UART 信号上升沿大约是 0.1μs（对应 1Mbps）。显然，0.1μs ≪ 5μs，反射将成为严重问题。

此时如果不加终端电阻，信号会在总线两端来回反弹，形成振铃，导致接收端误判高低电平。

正确做法：两端各加一个 120Ω 电阻

标准屏蔽双绞线的特征阻抗是120Ω。为了消除反射，必须在物理链路的最远两端各并联一个 120Ω 的电阻，连接在 A 与 B 之间。

这样做的效果是什么？

数据来源：TI SLLA070B

这不是优化，这是必需项。

常见误区与坑点

❌中间节点也焊 120Ω？
错！这会让总线等效阻抗变成 40Ω（三个 120Ω 并联），驱动器负载加重，可能导致信号幅度不足。

❌只在一端加？
不够。另一端仍会发生反射，尤其在高速时依然会影响通信质量。

❌用电阻箱随便调个值？
不行。必须精确匹配 120Ω，建议使用 ±1% 精密电阻，功率不低于 0.25W。

✅最佳实践：
- 仅在首尾节点安装；
- 配合偏置电阻使用（A 上拉 680Ω，B 下拉 680Ω），确保空闲时差分电压稳定在 -200mV 以下，防止误唤醒；
- 使用跳线帽或拨码开关控制是否启用终端电阻，便于调试。

工程选型对照表：别再凭感觉接线了

下面这张表，是你做接口选型时应该放在桌边的“决策清单”：

记住一句话：

RS232 是“即插即用”，RS485 是“精心设计”。

真实案例：温控系统频繁掉线，根源竟是少了一颗电阻

某工厂部署了一套分布式温度监控系统，16 个 DS18B20 传感器通过 RS485 汇聚到 PLC。起初运行正常，但几天后开始频繁丢失节点数据。

工程师第一步查软件：地址冲突？CRC 校验？轮询间隔？全部排除。
第二步查硬件：电源稳定、接线牢固、屏蔽层接地良好。

最后拿示波器抓波形，发现问题出在信号上升沿剧烈振荡，部分 bit 被误判。

解决方案很简单：
在总线最远的两个设备处，各加上一颗 120Ω 电阻，并增加 680Ω 偏置电阻固定空闲状态。

结果：通信恢复稳定，连续运行三个月未再出现异常。

这个案例告诉我们：在工业通信中，每一个元件都有其存在的物理意义。省掉一颗电阻，省下的可能是几毛钱；但付出的代价，可能是整套系统的可靠性崩塌。

设计 Checklist：你的 RS485 系统真的可靠吗？

下次搭建 RS485 网络前，请逐项核对：

• ✅ 通信距离是否超过 300 米？→ 加终端电阻
• ✅ 波特率是否高于 100kbps？→ 必须检查终端与布线质量
• ✅ 是否采用星型或树状分支？→ 改用手拉手（daisy-chain）结构
• ✅ 是否存在变频器、继电器等强干扰源？→ 使用屏蔽双绞线，屏蔽层单点接地
• ✅ 节点是否支持热插拔？→ 确保断开时不影响总线负载
• ✅ 是否有休眠节点？→ 使用失效安全型收发器（fail-safe biasing）

如果你的答案中有任何一个“否”，那就意味着潜在风险正在潜伏。

写在最后：通信稳定性的底层逻辑

回到最初的问题：RS485 和 RS232 区别总结，到底该怎么理解？

不要停留在“一个能远传，一个多点”的表面认知。真正的差别在于：

• RS232 是面向连接的简易接口，适合调试、临时通信；
• RS485 是面向系统的工业总线基础，需要完整的电气设计支撑。

其中，终端电阻配置不是一个可选项，而是保证信号完整性的必要手段。它背后反映的是对传输线效应、阻抗匹配、电磁兼容的理解深度。

当你在画 PCB 时决定要不要留那两个焊盘，在布线时纠结要不要绕到尽头去加电阻，请记住：
好的通信设计，不靠运气，而靠对每一条走线、每一颗电阻的敬畏。

如果你也在做 RS485 项目，欢迎留言分享你的调试经历——也许下一次救你系统的，就是别人踩过的坑。