RS485通訊及Modbus一體化振動溫度傳感器

產品概述：

　在工業控制、電力通訊、智能儀表等領域，通常情況下是采用串口通信的方式進行數據交換。采用的方式是RS232接口，由于工業現場比較復雜，各種電氣設備會在環境中產生比較多的電磁干擾，會導致信號傳輸錯誤。除此之外，RS232接口只能實現點對點通信，不具備聯網功能，傳輸距離也只能達到幾十米，不能滿足遠距離通信要求。而RS485則解決了這些問題，數據信號采用差分傳輸方式，可以有效的解決共模干擾問題，距離可以到1200米，并且允許多個收發設備接到同一條總線上。隨著工業應用通信越來越多，1979年施耐德電氣制定了一個用于工業現場的總線協議Modbus協議，現在工業中使用RS485通信場合很多都采用Modbus協議，本節課我們要講解一下RS485通信和Modbus協議。

　　單單使用一塊KST-51開發板是不能夠進行RS485實驗的，應很多同學的要求，把這節課作為擴展課程講一下，如果要做本課相關實驗，需要自行購買USB轉485通信模塊。

18.1 RS485通信

實際上在RS485之前RS232就已經誕生，但是RS232有幾處不足的地方：

1、接口的信號電平值較高，達到十幾V，容易損壞接口電路的芯片，而且和TTL電平不兼容，因此和單片機電路接起來的話必須加轉換電路。

2、傳輸速率有局限，不可以過高，一般到幾十Kb/s就到極限了。

3、接口使用信號線和GND與其他設備形成共地模式的通信，這種共地模式傳輸容易產生干擾，并且抗干擾性能也比較弱。

4、傳輸距離有限，只能通信幾十米。

5、通信的時候只能兩點之間進行通信，不能夠實現多機聯網通信。

針對RS232接口的不足，就不斷出現了一些新的接口標準，RS485就是其中之一，他具備以下的特點：

1、我們在講A/D的時候，講過差分信號輸入的概念，同時也介紹了差分輸入的好處，優勢是可以抑制共模干擾。尤其工業現場的環境比較復雜，干擾比較多，所以通信如果采用的是差分方式，就可以有效的抑制共模干擾。而RS485就是一種差分通信方式，它的通信線路是兩根，通常用A和B或者D+和D-來表示。邏輯“1”以兩線之間的電壓差為+(0.2~6)V表示，邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(0.2~6)V來表示，是一種典型的差分通信。

2、RS485通信速度快，傳輸速度可以達到10Mb/s以上。

3、RS485內部的物理結構，采用的是平衡驅動器和差分接收器的組合，抗干擾能力也大大增加。

4、傳輸距離可以達到1200米左右，但是他的傳輸速率和傳輸距離是成反比的，只有在100Kb/s以下的傳輸速度，才能達到通信距離，如果需要傳輸更遠距離可以使用中繼。

5、可以在總線上進行聯網實現多機通信，總線上允許掛多個收發器，從現有的RS485芯片來看，有可以掛32、64、128、256等不同個設備的驅動器。

RS485的接口非常簡單，和RS232所使用的MAX232是類似的，只需要一個RS485轉換器，就可以直接和我們單片機的UART串行接口連接起來，并且*使用的是和UART一致的異步串行通信協議。但是由于RS485是差分通信，因此接收數據和發送數據是不能同時進行的，也就是說它是一種半雙工通信。那我們如何判斷什么時候發送，什么時候接收呢？

RS485類的芯片很多，這節課我們以MAX485為例講解RS485通信

RS485通訊及Modbus一體化振動溫度傳感器技術參數：

從機地址         1              01    發送至從機01

     功能碼           1              06    單點保存

     地址代碼         2              00    起始地址為 0002

                                     02   

寫入數據         04             00   

00   

00   

64   保存的數據為64H

     CRC碼            2             9F   由主機計算得到的CRC碼

                                     EC  

      從機響應        字節數           舉例

     從機地址         1              01    來自從機01

     功能碼           1              06    單點保存

     地址代碼         2              00    起始地址為 0002

                                     02  

操作結果         1              00    數據設置成功

     CRC碼            2             18    由主機計算得到的CRC碼

                                     28  

表5 功能碼06保存的數據及地址表6 個別寄存器說明

地址

內容

代碼示例（主機發送）

代碼示例（從機響應）

0002H

設置預裝值

01 06 00 02 00 00 00 00 9E 07（設置預裝值為0）

01 06 00 02 00 18 28

0003H

設置out1設定值

01 06 00 03 00 00 00 00 A3 C7（設置out1設定值為0）

01 06 00 03 00 19 B8

0004H

設置計數啟停狀態

01 06 00 04 01 DA 48（設置啟動計數）

01 06 00 04 01 DA 48

000CH

計數器清零

01 06 00 0C 01 DD 88(寫“1”清零)

01 06 00 0C 01 DD 88(清零成功)

0011H

OUT1控制

01 06 00 11 01 D4 D8(寫“1”OUT1動作)

01 06 00 11 01 D4 D8(OUT1動作完成)

0012H

OUT2控制

01 06 00 12 01 D4 28(寫“1”OUT2動作)

01 06 00 12 01 D4 28(OUT2動作完成)

地址

內容

說明

0004H

設置計數器啟停

向寄存器寫“1” 計數器啟動，“2”計數器停止。

000CH

計數器清零

向寄存器寫“1” 計數器清零。

0011H

控制OUT1動作

向寄存器寫“1” 繼電器動作，寫“2” 繼電器復位。