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，因此今天我们来探索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简单通信，不适应多机联网需求。

针对这些缺陷，诞生了新的接口标准，如RS485，它具备以下特点：1) 逻辑“1”以两线间的电压差表示，与TTL兼容；2) 数据传输速度快，可达10Mbps以上，并且具有良好的抗干扰能力；3) 传输距离可达1200米左右，但需要根据实际情况调整速率，以保持最佳性能；4) 支持总线式网络，可以实现多机互联，最多可以挂32个设备。

然而，在实际操作中，如果忽略信号地的连接，就会面临共模干扰和EMI问题。因此，在设计时必须确保收发器内置共模电压范围，并提供低阻返回通路以防止辐射。在PC端，由于默认只带有RS232接口，可以通过转换电路或PCI多串口卡来实现与PC上位机的连接。

接着，我们将讨论Modbus通信协议，这是一种用于电子设备之间信息交换的一种通用语言，使得不同厂商生产的控制设备能够通过网络进行集成监控。它定义了一种消息结构，便于请求访问设备并回应来自设备请求，同时也规定了如何检测错误并记录。此外，Modbus具有开放性质，无需支付许可费，有超过400家支持该协议的大型制造商，以及超过600款产品支持该标准。

此外，Modbus可以跨越不同的物理层，如RS-232、RS-485等，还可以通过各种介质如双绞线、光纤或无线进行数据传送。而帧格式简洁明了，便于用户理解和厂商开发。此外，还介绍了四类寄存器以及单写入、多写入和读取操作，以及功能码指令分为位操作和字节操作，每类都有具体指令代码说明。

最后，让我们了解一下一些关键概念，比如寄存器类型及其作用，以及如何处理读写数据流程。这不仅对于熟悉工业自动化系统的人来说是一个重要的话题，也为那些希望深入理解工业控制基础知识的人提供了一份宝贵资料。