现场总线协议RS485与Modbus通信大师篇
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，但由于环境中存在大量电磁干扰，这种接口并不适合复杂的工业现场。因此，在1979年，施耐德电气推出了Modbus协议，此后RS485通信就广泛应用于工业中，尤其是在采用Modbus协议的情况下。今天，我们将深入探讨RS485通信与Modbus通信协议。
首先，我们来看一下RS485通信。这是一种改进版的串行接口标准，它解决了RS232的一些不足之处，比如信号电平值较高且不兼容TTL电平，以及共地模式传输容易产生干扰的问题。RS485具有以下特点：1) 逻辑“1”和“0”的表示方式更加稳定；2) 速度快，最高传输速率可达10Mbps以上；3) 传输距离长，可以达到1200米左右，但需要注意速率与距离之间的关系；4) 可以实现总线式联网多机通信。
然而，在实际操作中，如果只简单地连接“A”、“B”端，而忽略信号地的连接，这可能会导致共模干扰问题和EMI问题。在这种情况下，即便网络可以正常工作，也存在安全隐患。此外，由于PC通常只有RS232接口，因此我们需要通过转换器或PCI多串口卡来实现PC上位机的RS485电路。
接着，我们要谈论的是Modbus通信协议。这是一种通用语言，使得不同厂商生产的设备能够通过网络进行沟通，并成为了一种广泛认可的工业标准。它定义了消息结构、请求访问设备过程以及如何响应来自设备请求等内容，并且具有开放性，不需要支付许可费。
Modbus支持多种电气接口，如RS-232、RS-485，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤甚至无线网络。此外，其帧格式简单易懂，对用户来说使用方便，对厂商开发也相对简洁。
在了解了这些基础知识之后，让我们进一步探讨一下MODBUS寄存器类型及其读写操作，以及功能码及其作用，以便更好地理解如何利用这些工具进行有效交流。在此过程中，你将学到如何处理位操作和字节操作指令，以及如何解读功能码，从而掌握核心技能，为你的工程项目奠定坚实基础。