1. 基本的通讯方式 基本的通讯方式有并行通讯和串行通讯两种。 并行通信:是指数据的各位同时进行传送的通信方式。 串行通信:是指数据一位一位顺序传送的通信方式。 2. 串行通讯的两种方式 串行通信的两种基本形式:同步通信和异步通信。 异步通信所传输的数据帧格式是由1个起始位、1~9个数据位、1~2个停止位组成,依靠起始位和停止位保持同步; 同步通信所传输数据帧格式是由多个字节组成的一个帧,每个帧都有两个(或一个)同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据。 3. 根据传送方向分类 根据信息的传送方向,串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。 如果在通信过程的任意时刻,信息只能由一方A传到另一方B,则称为单工。如果在任意时刻,信息既可由A传到B,又能由B传A,但只能由一个方向上的传输存在,称为半双工传输。如果在任意时刻,线路上存在A到B和B到A的双向信号传输,则称为全双工。 4. 串行通讯接口 串行通讯物理接口按电气标准及协议来分包括RS-232、RS-422、RS485等,这里主要讲一些最常用的RS485接口。 5. RS485接口电路 作为一个经常被应用到的SP485R芯片的示范电路,可以被直接嵌入实际的RS-485应用电路中。微处理器的标准串行口通过RXD 直接连接SP485R 芯片的RO 引脚,通过TXD直接连接SP485R 芯片的DI 引脚。 由微处理器输出的R/D 信号直接控制SP485R 芯片的发送器/接收器使能:R/D 信号为“1”,则SP485R 芯片的发送器有效,接收器禁止,此时微处理器可以向RS-485 总线发送数据字节;R/D 信号为“0”,则SP485R 芯片的发送器禁止,接收器有效,此时微处理器可以接收来自RS-485 总线的数据字节。此电路中,任一时刻SP485R 芯片中的“接收器”和“发送器”只能够有1 个处于工作状态。 连接至A 引脚的上拉电阻R7、连接至B 引脚的下拉电阻R8 用于保证无连接的SP485R芯片处于空闲状态,提供网络失效保护,以提高RS-485 节点与网络的可靠性。 如果将SP485R 连接至微处理器80C51 芯片的UART 串口,则SP485R 芯片的RO 引脚不需要上拉;否则,需要根据实际情况考虑是否在RO 引脚增加1 个大约10K 的上拉电阻。 6. 串口MODBUS通讯 Modbus作为工业通信回路中数据交换的规则已经被广泛地应用在各个领域,使得具有Modbus 通信协议的设备方便通信,例如PLC、变频器、流量计、温湿度、上位机组态软件、各种传感器仪表等。 Modbus通信协议分为两种串行通信模式,ASCII 和RTU 通信模式。在使用时,需要先设定通信模式以及串行口RS232、RS485的通信参数(波特率,奇偶校验,从机地址,数据位,停止位,字节顺序),在Modbus 总线上的所有设备应具有相同的通信模式和串行通信参数 modbus信息帧结构组成
7. MODBUS命令报文 读数据 主站发送
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8. MODBUS关键概念 (1)上位机读取数据每次间隔时间一般不小于100ms (2)设备地址:MODBUS从机通讯地址,在一个网络中不能有两个相同的地址。(3)功能码:MODBUS 协议规定的功能码 (4)寄存器地址和寄存器数 主站命令中的参数是从寄存器地址开始的寄存,读寄存器长度的N个寄存器。(5)从站响应数据 从站响应数据是:字节数和N个数字节数据。 9. MODBUS主站常用操作 1)读优化:对于不连续地址的数据读取,是否采取打包读,则系统使用打包读命令,一次性完成多个地址的读取。 2)读优化间隔:读优化时,若地址之间小于此间隔,则会打包到一起,使用多读命令一次读取。 3)最大包长:一次通讯允许的最大数据长度。 4)字节顺序:调整32位双字的解码顺序。 以32位整数为例,说明字节顺序的含义: 1234:表示双字元件不做处理直接解码,。 例如:从串口读到的数据为0000 00 01 表示 1。 2143:表示双字元件高低字不颠倒,但字内高低字节颠倒。 例如:从串口读到的数据为0000 00 01 表示 0x00000100 (即256)。 3412:表示双字元件高低字颠倒,但字内高低字节不颠倒。 例如:从串口读到的数据为0000 00 01 表示 0x00010000 (即65536)。 4321:表示双字元件内4个字节全部颠倒。 例如:从串口读到的数据为00 00 00 01 表示 0x0100 0000 (即1677 721 10. C语言MODBUS程序 (1).CRC16算法: INT16U CRC16(INT8U *puchMsg, INT16U usDataLen) { INT8U uchCRCHi = 0xFF; /* 高CRC字节初始化 */ INT8U uchCRCLo = 0xFF; /* 低CRC 字节初始化 */ INT8U uIndex; /* CRC循环中的索引 */ while (usDataLen--) /* 传输消息缓冲区 */ { uIndex = uchCRCHi ^*puchMsg++; /* 计算CRC */ uchCRCHi = uchCRCLo ^auchCRCHi[uIndex]; uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex]; } return (uchCRCHi << 8 |uchCRCLo); } (2)发送命令程序 本例程以Mag64为核心CPU void Read_InPut(INT8U Addr,INT16UStart,INT16U Len) { INT16U CRC; SendBuffer_485[0]=Addr; //设备地址 SendBuffer_485[1]=0x04; //modbus功能码 SendBuffer_485[2]=Start/256; //Start为寄存器地址 SendBuffer_485[3]=Start%256; SendBuffer_485[4]=Len/256; //Len为读取寄存器长度 SendBuffer_485[5]=Len%256; CRC=CRC16(SendBuffer_485,6); SendBuffer_485[6]=CRC/256; //CRC校验高位 SendBuffer_485[7]=CRC%256; //CRC校验低位 R485_OUT; //使能RS485发送 SendLen_485=8; SendNum_485=0; CloseINT0(); //关闭串口接受中断 UCSR0B |= BIT(UDRIE0); //打开串口发送中断 } (3)返回数据解析 数据接收使用串口中断,ReceivedBuffer_485为接收数据组,ReceivedNum_485为接收到数据长度,ReceivedFlag_485接收到数据标志。函数float Datasum(INT8UBYTE1, INT8U BYTE2, INT8U BYTE3, INT8U BYTE4)把浮点数的4个字节转换为1个浮点数。 float Datasum(INT8U FloatByte1, INT8U FloatByte2,INT8U FloatByte3, INT8U FloatByte4) { float aa; union IntTOFP { FP32 F32; INT8U T8[4]; }; union IntTOFPaa; aa.T8[0] = FloatByte1; aa.T8[1] = FloatByte2; aa.T8[2] = FloatByte3; aa.T8[3] = FloatByte4; return aa; } void Read_Lmag(INT8U Ad) { INT8U i,j; INT8U Num1[10],BIT; INT16UCRC1,CRC2; FP32 Flow; //aaa为瞬时流量数值 ReceivedFlag_485=1; Open_Time1_Ms5(20); Read_InPut(Ad,0x1010,2); //发送设备地址、寄存器地址、寄存器长度 while(ReceivedFlag_485); //等待接收结束 if((ReceivedNum_485==9)&&(ReceivedBuffer_485[0]==Ad)) // 判断数据是否正确 { CRC1=CRC16(ReceivedBuffer_485,7); CRC2=ReceivedBuffer_485[7]*256+ReceivedBuffer_485[8]; if(CRC1==CRC2) {// 转换数据为浮点数 Flow= Datasum(ReceivedBuffer_485[6], ReceivedBuffer_485[5], ReceivedBuffer_485[4] ,ReceivedBuffer_485[3]); } } } 11. MODBUS调试软件MODBUS PULL 以从站地址为1,波特率9600,读取所有实时数据为例设置方法如下: 按照表2所示:起始寄存器地址4113 寄存器个数为22 1. 设置采集命令包括设备地址(1)、MODBUS功能码(04)、寄存器地址(4113)、寄存器长度(2)、采集间隔(1000)。 2.设置串口数据 根据从机串口格式(1位起始位 8位数据位 1位停止位,无校验)设置如下图: 3.设置数据显示格式 4.通讯成功界面 |
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