RS485通訊及Modbus一體化振動(dòng)溫度傳感器
產(chǎn)品概述：
在工業(yè)控制、電力通訊、智能儀表等領(lǐng)域，通常情況下是采用串口通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。采用的方式是RS232接口，由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)比較復(fù)雜，各種電氣設(shè)備會(huì)在環(huán)境中產(chǎn)生比較多的電磁干擾，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸錯(cuò)誤。除此之外，RS232接口只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，不具備聯(lián)網(wǎng)功能，傳輸距離也只能達(dá)到幾十米，不能滿足遠(yuǎn)距離通信要求。而RS485則解決了這些問(wèn)題，數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，可以有效的解決共模干擾問(wèn)題，距離可以到1200米，并且允許多個(gè)收發(fā)設(shè)備接到同一條總線上。隨著工業(yè)應(yīng)用通信越來(lái)越多，1979年施耐德電氣制定了一個(gè)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線協(xié)議Modbus協(xié)議，現(xiàn)在工業(yè)中使用RS485通信場(chǎng)合很多都采用Modbus協(xié)議，本節(jié)課我們要講解一下RS485通信和Modbus協(xié)議。
單單使用一塊KST-51開(kāi)發(fā)板是不能夠進(jìn)行RS485實(shí)驗(yàn)的，應(yīng)很多同學(xué)的要求，把這節(jié)課作為擴(kuò)展課程講一下，如果要做本課相關(guān)實(shí)驗(yàn)，需要自行購(gòu)買USB轉(zhuǎn)485通信模塊。
18.1 RS485通信
實(shí)際上在RS485之前RS232就已經(jīng)誕生，但是RS232有幾處不足的地方：
1、接口的信號(hào)電平值較高，達(dá)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(jī)電路接起來(lái)的話必須加轉(zhuǎn)換電路。
2、傳輸速率有局限，不可以過(guò)高，一般到幾十Kb/s就到極限了。
3、接口使用信號(hào)線和GND與其他設(shè)備形成共地模式的通信，這種共地模式傳輸容易產(chǎn)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(shí)候只能兩點(diǎn)之間進(jìn)行通信，不能夠?qū)崿F(xiàn)多機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信。
針對(duì)RS232接口的不足，就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn)，RS485就是其中之一，他具備以下的特點(diǎn)：
1、我們?cè)谥vA/D的時(shí)候，講過(guò)差分信號(hào)輸入的概念，同時(shí)也介紹了差分輸入的好處，優(yōu)勢(shì)是可以抑制共模干擾。尤其工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比較復(fù)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(lái)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(lái)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(dá)到10Mb/s以上。
3、RS485內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)，采用的是平衡驅(qū)動(dòng)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(dá)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(dá)到通信距離，如果需要傳輸更遠(yuǎn)距離可以使用中繼。
5、可以在總線上進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信，總線上允許掛多個(gè)收發(fā)器，從現(xiàn)有的RS485芯片來(lái)看，有可以掛32、64、128、256等不同個(gè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)器。
RS485的接口非常簡(jiǎn)單，和RS232所使用的MAX232是類似的，只需要一個(gè)RS485轉(zhuǎn)換器，就可以直接和我們單片機(jī)的UART串行接口連接起來(lái)，并且*使用的是和UART一致的異步串行通信協(xié)議。但是由于RS485是差分通信，因此接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)是不能同時(shí)進(jìn)行的，也就是說(shuō)它是一種半雙工通信。那我們?nèi)绾闻袛嗍裁磿r(shí)候發(fā)送，什么時(shí)候接收呢？
RS485類的芯片很多，這節(jié)課我們以MAX485為例講解RS485通信
RS485通訊及Modbus一體化振動(dòng)溫度傳感器技術(shù)參數(shù)：
從機(jī)地址 1 01 發(fā)送至從機(jī)01
功能碼 1 06 單點(diǎn)保存
地址代碼 2 00 起始地址為 0002
02
寫入數(shù)據(jù) 04 00
00
00
64 保存的數(shù)據(jù)為64H
CRC碼 2 9F 由主機(jī)計(jì)算得到的CRC碼
EC
從機(jī)響應(yīng) 字節(jié)數(shù) 舉例
從機(jī)地址 1 01 來(lái)自從機(jī)01
功能碼 1 06 單點(diǎn)保存
地址代碼 2 00 起始地址為 0002
02
操作結(jié)果 1 00 數(shù)據(jù)設(shè)置成功
CRC碼 2 18 由主機(jī)計(jì)算得到的CRC碼
28
表5 功能碼06保存的數(shù)據(jù)及地址表6 個(gè)別寄存器說(shuō)明
地址 | 內(nèi)容 | 代碼示例（主機(jī)發(fā)送） | 代碼示例（從機(jī)響應(yīng)） |
0002H | 設(shè)置預(yù)裝值 | 01 06 00 02 00 00 00 00 9E 07（設(shè)置預(yù)裝值為0） | 01 06 00 02 00 18 28 |
0003H | 設(shè)置out1設(shè)定值 | 01 06 00 03 00 00 00 00 A3 C7（設(shè)置out1設(shè)定值為0） | 01 06 00 03 00 19 B8 |
0004H | 設(shè)置計(jì)數(shù)啟停狀態(tài) | 01 06 00 04 01 DA 48（設(shè)置啟動(dòng)計(jì)數(shù)） | 01 06 00 04 01 DA 48 |
000CH | 計(jì)數(shù)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(dòng)作) | 01 06 00 11 01 D4 D8(OUT1動(dòng)作完成) |
0012H | OUT2控制 | 01 06 00 12 01 D4 28(寫“1”OUT2動(dòng)作) | 01 06 00 12 01 D4 28(OUT2動(dòng)作完成) |
地址 | 內(nèi)容 | 說(shuō)明 |
0004H | 設(shè)置計(jì)數(shù)器啟停 | 向寄存器寫“1” 計(jì)數(shù)器啟動(dòng)，“2”計(jì)數(shù)器停止。 |
000CH | 計(jì)數(shù)器清零 | 向寄存器寫“1” 計(jì)數(shù)器清零。 |
0011H | 控制OUT1動(dòng)作 | 向寄存器寫“1” 繼電器動(dòng)作，寫“2” 繼電器復(fù)位。 |
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