解密工业网络RS485与Modbus通信秘籍 Can接口详细大图解析
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通信与Modbus通信协议在工业中被广泛应用。
首先，让我们来探讨一下RS485通信。实际上，RS232已经存在了很长时间，但它也有其局限性：信号电平过高，容易损坏芯片；共地模式传输易受干扰且抗干扰性能弱；传输距离和速率有限，只能实现两点之间的通信，不支持多机联网。
为了解决这些问题，出现了RS485等新的接口标准。RS485具有以下特点：逻辑“1”和“0”的表示方式更为安全，不易损坏芯片兼容TTL电平；速度快，可达10Mbps以上；抗干扰能力强，可以实现1200米左右的传输距离（但速率与距离成反比）并且可以通过中继来延伸这个范围。此外，它允许在总线上进行联网，使得多个设备可以连接到同一网络，并采用主从结构进行数据交换。
然而，在实际操作时，我们常常忽略信号地的连接，这可能导致共模干扰问题以及EMI问题。如果没有一个低阻返回通路（即信号地），会影响整个网络的稳定性甚至造成接口损坏。在PC机上，由于默认只带有RS232接口，我们需要通过转换器或PCI多串口卡将PC上的串口信号转换成适用于工业环境下的RS485信号。
接着，让我们深入了解Modbus通信协议。这是一种通用的语言，即使不同厂商生产的控制设备也能相互理解并通过网络进行集中监控。Modbus定义了一种消息结构描述了访问设备请求过程、响应来自设备请求以及检测错误记录过程。此外，它还规定了一种公共格式用于消息域格局和内容。
Modbus具有几个显著特点：它是标准开放性的，无需支付许可费用，而且已有超过400家厂商支持该协议及超过600款产品。这意味着用户可以自由使用而不会侵犯知识产权。此外，它能够支持多种电气接口，如RS-232、RS-485，以及各种介质，如双绞线、光纤或无线技术。此外，其帧格式简单直观，便于用户使用，同时对厂商开发友好。
最后，我们要知道如何阅读和写入不同的寄存器类型以及解读功能码以便更有效地利用这项技术。在处理这些细节方面，每一点都至关重要，以确保我们的系统能够顺畅运行而不产生任何误差或故障。
