现场总线技术的发展历程揭秘RS485与Modbus通信协议的无缝对话
在工业控制、电力通讯和智能仪表等领域，串口通信一直是数据交换的主要方式。最初，我们使用的是RS232接口，但由于其易受环境干扰，导致信号传输错误。1979年，施耐德电气提出了Modbus协议，为工业现场提供了一个稳定的总线解决方案。随着RS485通信技术的发展，它们成为了工业应用中广泛采用的标准之一。
关于RS485通信，这种技术在诞生之前已经有了RS232，但它也有其不足之处：高达十几伏特的信号电平容易损坏芯片，并且与TTL电平不兼容；共地模式传输容易产生干扰且抗干扰性能较弱；只能两点间通信，不支持多机联网。
针对这些限制，出现了新的接口标准，如RS485，它具有以下优势：逻辑“1”和“0”的表示方式更为安全，不易损坏芯片且与TTL兼容；速度快，可达到10Mbps以上；抗干扰能力大增，最远可达1200米（但速率和距离成反比）；支持多机网络，可以挂上32个设备或更多。
然而，在实际应用中，有些连接方法可能忽略了信号地的连接，这会引发共模干扰问题以及EMI问题。如果没有正确处理这两个方面，就可能影响通信稳定性甚至造成设备损坏。在PC端，由于默认只有RS232接口，我们可以通过转换器或者PCI多串口卡来实现向下兼容。
至于Modbus协议，它是一种通用语言，让不同厂商生产的控制设备能够通过网络进行有效沟通。这一标准开放免费，无需许可证费，而且已被超过400家厂商所支持，使得用户可以自由选择产品。此外，Modbus支持多种电气接口和介质，其帧格式简单易懂，是用户友好而开发者也方便使用的一项技术。
在Modbus中，有四类寄存器，每类都有不同的读写权限，而功能码则分为位操作和字节操作，以满足不同需求。在实际应用中，可以根据具体情况灵活调用这些指令来实现数据交互。