RS485通讯及Modbus一体化振动温度传感器

产品概述：

　在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域，通常情况下是采用串口通信的方式进行数据交换。采用的方式是RS232接口，由于工业现场比较复杂，各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰，会导致信号传输错误。除此之外，RS232接口只能实现点对点通信，不具备联网功能，传输距离也只能达到几十米，不能满足远距离通信要求。而RS485则解决了这些问题，数据信号采用差分传输方式，可以有效的解决共模干扰问题，距离可以到1200米，并且允许多个收发设备接到同一条总线上。随着工业应用通信越来越多，1979年施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议Modbus协议，现在工业中使用RS485通信场合很多都采用Modbus协议，本节课我们要讲解一下RS485通信和Modbus协议。

　　单单使用一块KST-51开发板是不能够进行RS485实验的，应很多同学的要求，把这节课作为扩展课程讲一下，如果要做本课相关实验，需要自行购买USB转485通信模块。

18.1 RS485通信

实际上在RS485之前RS232就已经诞生，但是RS232有几处不足的地方：

1、接口的信号电平值较高，达到十几V，容易损坏接口电路的芯片，而且和TTL电平不兼容，因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路。

2、传输速率有局限，不可以过高，一般到几十Kb/s就到极限了。

3、接口使用信号线和GND与其他设备形成共地模式的通信，这种共地模式传输容易产生干扰，并且抗干扰性能也比较弱。

4、传输距离有限，只能通信几十米。

5、通信的时候只能两点之间进行通信，不能够实现多机联网通信。

针对RS232接口的不足，就不断出现了一些新的接口标准，RS485就是其中之一，他具备以下的特点：

1、我们在讲A/D的时候，讲过差分信号输入的概念，同时也介绍了差分输入的好处，优势是可以抑制共模干扰。尤其工业现场的环境比较复杂，干扰比较多，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扰。而RS485就是一种差分通信方式，它的通信线路是两根，通常用A和B或者D+和D-来表示。逻辑“1”以两线之间的电压差为+(0.2~6)V表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-(0.2~6)V来表示，是一种典型的差分通信。

2、RS485通信速度快，传输速度可以达到10Mb/s以上。

3、RS485内部的物理结构，采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合，抗干扰能力也大大增加。

4、传输距离可以达到1200米左右，但是他的传输速率和传输距离是成反比的，只有在100Kb/s以下的传输速度，才能达到通信距离，如果需要传输更远距离可以使用中继。

5、可以在总线上进行联网实现多机通信，总线上允许挂多个收发器，从现有的RS485芯片来看，有可以挂32、64、128、256等不同个设备的驱动器。

RS485的接口非常简单，和RS232所使用的MAX232是类似的，只需要一个RS485转换器，就可以直接和我们单片机的UART串行接口连接起来，并且*使用的是和UART一致的异步串行通信协议。但是由于RS485是差分通信，因此接收数据和发送数据是不能同时进行的，也就是说它是一种半双工通信。那我们如何判断什么时候发送，什么时候接收呢？

RS485类的芯片很多，这节课我们以MAX485为例讲解RS485通信

RS485通讯及Modbus一体化振动温度传感器技术参数：

从机地址         1              01    发送至从机01

     功能码           1              06    单点保存

     地址代码         2              00    起始地址为 0002

                                     02   

写入数据         04             00   

00   

00   

64   保存的数据为64H

     CRC码            2             9F   由主机计算得到的CRC码

                                     EC  

      从机响应        字节数           举例

     从机地址         1              01    来自从机01

     功能码           1              06    单点保存

     地址代码         2              00    起始地址为 0002

                                     02  

操作结果         1              00    数据设置成功

     CRC码            2             18    由主机计算得到的CRC码

                                     28  

表5 功能码06保存的数据及地址表6 个别寄存器说明

地址

内容

代码示例（主机发送）

代码示例（从机响应）

0002H

设置预装值

01 06 00 02 00 00 00 00 9E 07（设置预装值为0）

01 06 00 02 00 18 28

0003H

设置out1设定值

01 06 00 03 00 00 00 00 A3 C7（设置out1设定值为0）

01 06 00 03 00 19 B8

0004H

设置计数启停状态

01 06 00 04 01 DA 48（设置启动计数）

01 06 00 04 01 DA 48

000CH

计数器清零

01 06 00 0C 01 DD 88(写“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(写“1”OUT1动作)

01 06 00 11 01 D4 D8(OUT1动作完成)

0012H

OUT2控制

01 06 00 12 01 D4 28(写“1”OUT2动作)

01 06 00 12 01 D4 28(OUT2动作完成)

地址

内容

说明

0004H

设置计数器启停

向寄存器写“1” 计数器启动，“2”计数器停止。

000CH

计数器清零

向寄存器写“1” 计数器清零。

0011H

控制OUT1动作

向寄存器写“1” 继电器动作，写“2” 继电器复位。