工业控制中的RS485与Modbus协议大师掌握Can通信接口的艺术
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。最初使用的是RS232接口，但由于其对环境干扰敏感性较高，导致信号传输错误的问题。为了解决这一问题，1979年施耐德电气提出了Modbus协议，现在RS485通信广泛应用于工业现场，其中很多场合采用Modbus协议，因此今天我们来探讨RS485通信与Modbus通信协议的奥秘。
首先，我们来看一下RS485通信。这项技术在出现之前已经有了RS232，但后者也有其不足之处：1) 信号电平值过高，对芯片易造成损坏；2) 使用共地模式容易产生干扰且抗干扰性能弱；3) 传输距离和速率有限，只能实现两点之间的点对点通信，不适合多机联网。针对这些缺陷，诞生了如RS485等新型接口标准，它们具备以下特点：
逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示，而逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示，使得信号电平降低，与TTL兼容。
RS485具有高速数据传输能力，其内部物理结构采用平衡驱动器和查分接收器组合，大大增强了抗干扰能力。
传输距离可达1200米左右，但需要注意速率与距离成反比关系，以保证最佳性能。
它支持总线式拓朴结构，可以实现多机网络，并允许挂载大量设备，如32、64、128或256个驱动器。
然而，在实际应用中，有些用户可能忽略了连接时信号地的问题，这可能导致共模干扰问题以及EMI问题。当PC机上位机通过串口输出时，要么使用转换电路将PC上的串口信号转换成RS485信号，要么选择PCI多串口卡直接输出类型为RS485的扩展卡。
接着，让我们深入探讨Modbus通信协议。这是一种广泛应用于电子设备中的通用语言，使得不同厂商生产的控制设备可以形成一个统一的工业网络进行集中监控。它定义了一种消息结构，用以描述访问设备请求过程，以及回应来自设备请求并检测错误的情况。此外，它还规定了消息域格局和内容格式使其成为一种开放标准，无需支付任何费用即可使用。
作为一个开放标准，Modbus支持多种物理层，如RS232、RS485等，并且可以通过各种介质进行数据传送，如双绞线、光纤甚至无线。在功能上，它提供简单紧凑且易于理解的人类友好设计，使得用户操作简单而开发人员也能够轻松完成任务。
最后，我们要了解一下Modbus寄存器及其分类，以及如何读写它们，还有关于功能码的一些基础知识。这些信息对于理解如何利用这两个重要技术在工业自动化系统中实现有效沟通至关重要。