RS-485通信和ModBus详解
RS-485通信和ModBus详解
RS-485通信和ModBus协议是工业自动化领域中常用的通信方式和技术标准。本文将从RS-485通信的基本原理出发，详细讲解其工作方式和应用特点，并结合ModBus协议在工业485通信中的具体应用，帮助读者全面了解这一技术体系。
理论篇
在485之前工业上有种常用的通信方式就是 RS232 ，其特征如下：
1）RS-232串口通信最远距离是50英尺；
2）RS232可做到双向传输，全双工通讯，最高传输速率20kbps
3）RS-232C上传送的数字量采用负逻辑，且与地对称 逻辑1：-3 ～-15V 逻辑0：+3～+15V
但是由于其抗干扰能力差、电压较高，与其他电路连接不方便、通信距离短、不支持多机通信，随之而来485就慢慢应用来了
RS232原理部分，这里就不展开介绍了，参考以下链接
http://www.21ic.com/jichuzhishi/datasheet/RS232/jiekou/184659.html
232和485区别
http://m.elecfans.com/article/567680.html
1 差分通信 ：我们知道如果在一根线上像传输数据就是高低电平代表0和1进行传输，差分通信就是用两个线的 正负压差 来代表0和1进行数据传输。以两线之间的压差为+(0.2-6)V来表示逻辑1，以两线之间的压差为-(0.2-6)V来表示逻辑0，其设计可以有效的 抑制共模干扰 ，在工业上干扰较强的复杂环境中又较广泛的用途。所以，485通信肯定时 半双工 的了。
2 RS485通信 最大的传输速度 可以达到10Mb/s以上， 传输距离 可以达到1200米左右。(但是速度和距离是成反比的，10 米时， RS485 的数据最高传输速率可达 35Mbps，在 1200m 时，传输速度可达 100Kbps。)
&e msp; MAX485典型应用电路原理图
MAX485 是美信(Maxim)推出的一款常用 RS485 转换器 。这里1、4、5、6、7、8接线就不赘述了，主要介绍一下 方向引脚2、3引脚 。2 脚和 3 脚是方向引脚，其中 2 脚是低电平使能接收器，3 脚是高电平使能输出驱动器，我们把这两个引脚连到一起， 平时不发送数据的时候，保持这两个引脚是低电平，让 MAX485 处于接收状态，当需要发送数据的时候，把这个引脚拉高，发送数据，发送完毕后再拉低这个引脚就可以了 。为了提高 RS485 的抗干扰能力，需要在靠近 MAX485 的 A 和 B 引脚之间并接一个电阻，这个电阻阻值从 100欧到 1K 都是可以。
但是，我们实际使用收发时要专门用一个IO口来控制方向2、3引脚，这样就会很不方便有没有！！！所以一般电路中我们都是使用 自收发电路 。
( 自动收发电路 ，就是不用单片机引脚CTRL，当数据进来的时候，数据会自动通过RXD到单片机，当需要发送数据时，自动通过TXD发送出去。也就是只需要连接单片机的RXD和TXD引脚就可以， 无需用单片机引脚连接485芯片的DE RE引脚 。)
典型的自收发的485通信电路
接收 ：默认没有数据时，TX为高电平，三极管导通，RE为低电平使能，RO收数据有效，MAX485为接收态。
发送 ：发送数据时，TX会先有一个下拉的电平（起始位-由高向低），表示开始发送数据，此时三极管截止，DE为高电平发送使能。当发送数据“0”时，由于DI接口相当于接地，此时数据“0”就会传输到AB扣，A-B<0，则传输“0”，完成低电平传输，当发送“1”时，此时三极管导通，按理说RO会使能，此时由于还处于发送数据中，这种状态下MAX485处于高阻太，此时的状态通过A上来，B下拉电阻决定，此时A-B>0传输“1”，完成高电平的传输。(解释部分摘自https://blog.csdn.net/zhejfl/article/details/78638833)
好了，到这我们就像普通的UART一样了，使用就是一样的了。
485原理讲解部分
http://m.elecfans.com/article/714259.html
典型应用电路部分
https://blog.csdn.net/zhejfl/article/details/78638833
实战篇
实战部分博主想补充一下工业中 485通信 经常采用 Modbus协议 。这里简单的介绍一下。
多机通信 ：首先485通信可以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。
Modbus协议特点 ：Modbus协议是应用于电子控制器上的一种 通用协议 。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其他设备之间可以通信，已经成为一种 工业标准 。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。这种协议定义了一种控制器能够认识使用的数据结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了控制器请求访问其他设备的过程，如何回应来自其他设备的请求，以及怎样侦测错误记录，它制定了通信数据的格局和内容的公共格式。
在进行多机通信的时候，Modbus协议规定每个控制器必须要知道他们的 设备地址 ，识别按照地址发送过来的数据，决定是否要产生动作，产生何种动作，如果要回应，控制器将生成的反馈信息用Modbus协议发出。
图片来自水印
Modbus有下列三种 通信方式 ：
- 以太网 ，对应的通信模式是 MODBUS TCP 。
- 异步串行传输 （各种介质如有线RS-232-/422/485/；光纤、无线等），对应的通信模式是 MODBUS RTU 或 MODBUS ASCII 。
- 高速令牌传递网络 ，对应的通信模式是 Modbus PLUS 。
深入学习Modbus协议可以参考大神文章，博主强烈推荐
https://blog.csdn.net/byxdaz/article/details/77892778
自己整理的，巩固了之前的知识，也学到了很多知识，皮一下