工业控制中的RS485与Modbus协议大师掌握Can总线的神秘力量
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，但由于环境干扰问题，这种方式并不理想。1979年，施耐德电气推出了Modbus协议，这是一个专为工业现场设计的总线通信标准，现在广泛应用于RS485通信中。今天，我们将探讨RS485通信与Modbus通信协议。
首先，让我们回顾一下RS232接口的问题：其信号电平高达十几伏，容易损坏芯片，而且不兼容TTL电平。此外，它采用共地模式传输，易受干扰且抗干扰性能弱。传输距离和速率都有限，只能实现两点间的通信，不适合多机联网。
为了解决这些问题，出现了RS485等新型接口标准。RS485具有以下特点：逻辑“1”通过两线间的电压差表示，而逻辑“0”也以相同方法表示。这降低了信号电平，使其更安全，也兼容TTL电平。而且，它支持高速数据传输（最高10Mbps），内置物理结构提高了抗干扰能力，可以实现长距离传输（最远1200米）并进行多机网络。
然而，在实际应用中，如果没有正确连接信号地，就会面临共模干扰和EMI的问题。这可能导致网络故障甚至设备损坏。在PC上无法直接使用RS485，因此需要转换器或扩展卡来实现转换。
接着，我们来了解一下Modbus协议。这是一种通用的工业语言，使得不同厂商生产的设备可以通过网络相互交流。它定义了一套消息格式，并描述了如何请求访问设备、响应来自设备的请求以及检测错误并记录。此外，由于它是开放标准，没有许可费，对于超过400家厂商支持超过600种产品，是非常实用的选择。
Modbus支持多种介质，如双绞线、光纤和无线，还有简单紧凑的帧格式，便于用户操作和厂商开发。一旦掌握了寄存器类型及其功能码，即可轻松编程读取或写入数据，无需深入技术细节就能完成任务。
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