關于RS485和MODBUS的快速教程

什么是RS485？

RS485是串行傳輸標準，有點像RS232，但使用其他電信號。RS485的一個重要優點是可以將多個RS485設備放在同一總線上。因此，您不必在主機上乘以RS485接口來詢問多個設備。但是，有一個小技巧：在總線的每一端，你必須放一個總線端接器。有時這意味著您必須在端子上擰一個小電阻，或者只需將開關移到適當的位置即可。 

RS485總線通常只由兩根導線和四極電阻組成......

RS485和RS232不直接兼容：您必須使用正確類型的接口，否則信號將無法通過。確實有RS232到RS485網關，但現在它們并不令人感興趣：它可以很容易地將RS485用于USB，以太網或直接用于GSM。它更便宜，而且系統中的組件少了一個。 

使用RS485時的主要特點是交換數據的格式。使用RS232時，許多設備只使用文本（ASCII）協議，而RS485大多數設備使用MODBUS協議。因此，您必須知道最少的MODBUS才能連接RS485設備。 
 

什么是MODBUS？

MODBUS是主機（主設備）和設備（從設備）之間的協議，用于訪問設備的配置和讀取措施。MODBUS消息對應于讀取和寫入16位字和二進制寄存器（通常稱為“線圈”）的相對簡單的操作。主機系統地啟動交換，“從”設備應答。從站在主機請求之前不發送任何消息。 

由于RS485總線上可以并聯多個設備，因此每個從設備必須在總線上使用唯一的MODBUS從站ID。每個MODBUS請求都以目標設備的從站ID開始，每個答案都從發送它的從站的從站ID開始。因此，為了使MODBUS通信正常工作，您必須在設備配置中檢入其從站ID并在必要時進行更改。在途中，還要檢查通信速度和奇偶校驗（與RS232相同的原理）。 

您無法輕松地“手動”制作MODBUS消息，就像您在RS232上使用的ASCII協議一樣：每個MODBUS消息以校驗和代碼結束，根據消息的全部內容計算。要交換MODBUS消息，您必須使用： 

• 設備供應商提供的特定程序，兼容接口;
• 或帶有編程庫的簡單RS485接口，編程和解碼MODBUS消息;
• 或智能RS485接口，能夠自行編碼和解碼MODBUS消息，例如Yocto-RS485。

另請注意，MODBUS協議有兩種變體：MODBUS ASCII模式，其中消息作為十六進制代碼行交換; MODBUS RTU模式，其中消息直接作為二進制幀交換。要與MODBUS設備通信，必須使用與設備中配置的模式相同的模式。所有真正遵循該標準的設備都支持MODBUS RTU模式。在現實生活中，它始終使用后一種模式：MODBUS ASCII沒有任何優勢，因為所有消息在任何情況下都難以手動編碼。 
 

一個小型溫度控制器，內置PID，模糊邏輯，......和RS485上的MODBUS接口

訪問MODBUS寄存器

當你明白理論上如何交換信息，你還必須知道哪些登記以請求獲取措施，并登記變更配置設備。在這個級別，寄存器地址從一個設備更改為另一個設備，但有一些MODBUS約定有助于了解技術用戶指南，這些指南通常不像人們希望的那樣清晰。 

有4種類型的MODBUS寄存器：

• 的線圈，對應于開/關二進制輸出，例如繼電器。
• 的輸入比特，對應于二進制輸入（只讀）。
• 所述輸入寄存器中，對應于模擬輸入（只讀）。
• 的保持寄存器，對應于可以改變模擬參數。

MODBUS設備的技術用戶指南通常包含按類型列出的所有可用寄存器的列表。對于每種類型的寄存器，對應一系列寄存器號，遵循以下約定： 

• 該線圈從00001起編號
• 在輸入比特是從10001向前編號
• 的輸入寄存器，從30001向前編號
• 該保持寄存器從40001向前編號

請注意，當使用此約定時，每個類別的第一個寄存器始終以數字1結束（不使用零）。 

有時，供應商不是指示唯一的寄存器編號，而是指示具有MODBUS功能標識符的寄存器類型，允許您讀取它們： 

• 01H的線圈
• 輸入位為02h
• 04h為輸入寄存器
• 03h為保持寄存器

在這種情況下，它通常是指示其組中的寄存器的相對位置，第一個元素的位置為0。因此，04h函數的寄存器0對應于第一個輸入寄存器，您也可以調用寄存器30001.注意不要混淆不符合MODBUS函數標識符的寄存器范圍之間的不相干，以及相對的不相干性。頭寸從0開始，絕對倉位從1開始...... 

當您知道要訪問哪個寄存器時，您仍然必須知道如何解釋它。由于模擬寄存器使用16位編碼，因此通常有兩種約定。第一種方法是使用器件配置中定義的值范圍，并將0-65535寄存器值的線性映射到此值范圍。第二種是以十進制固定點直接存儲值，以工程單位表示：例如，2345表示23.45攝氏度。一些供應商同時提供兩種格式的值：例如，寄存器30001用于與定義范圍成比例的版本，寄存器31001用于十進制版本。