串口屏Modbus通訊協(xié)議詳解

Modbus是一種開放的通信協(xié)議，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。它定義了消息結(jié)構(gòu)和設(shè)備間的通信方式，支持多種物理層網(wǎng)絡(luò)，如RS-232、RS-485等。本文將詳細(xì)介紹如何在串口屏上實(shí)現(xiàn)Modbus通訊，并提供一個(gè)具體的示例。

1. Modbus概述

Modbus協(xié)議由Modicon（現(xiàn)為施耐德電氣的一部分）于1979年開發(fā)，用于PLC之間的通信。該協(xié)議簡(jiǎn)單可靠，易于理解和實(shí)施。Modbus有兩種變體：ASCII模式和RTU（遠(yuǎn)程終端單元）模式。RTU模式更常見且傳輸效率更高。

2. 硬件連接

2.1 選擇合適的串行接口

RS-232：適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。

RS-485：支持多點(diǎn)連接，適合長(zhǎng)距離傳輸。

2.2 正確接線

RS-232：直接連接TXD到RXD，RXD到TXD，GND到GND。

RS-485：需要使用A/B線進(jìn)行差分信號(hào)傳輸，同時(shí)確保所有設(shè)備共地。

3. 配置串口參數(shù)

確保所有設(shè)備配置相同的串口參數(shù)：

波特率：常見的有9600, 19200, 38400, 57600, 115200 bps。

數(shù)據(jù)位：8位。

停止位：1或2位。

校驗(yàn)：無(wú)校驗(yàn)、奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)。

流控：一般不啟用。

4. Modbus功能碼

Modbus協(xié)議通過(guò)不同的功能碼來(lái)定義具體的操作類型。以下是常用的功能碼：

0x01：讀取線圈狀態(tài)

0x02：讀取輸入狀態(tài)

0x03：讀取保持寄存器

0x04：讀取輸入寄存器

0x05：寫入單個(gè)線圈

0x06：寫入單個(gè)寄存器

0x0F：寫入多個(gè)線圈

0x10：寫入多個(gè)寄存器

5. 請(qǐng)求幀構(gòu)建

請(qǐng)求幀的基本格式如下：

[從站地址][功能碼][起始地址高位][起始地址低位][數(shù)量高位][數(shù)量低位][CRC低字節(jié)][CRC高字節(jié)]

示例

假設(shè)要向地址為1的設(shè)備發(fā)送命令，請(qǐng)求讀取從第0號(hào)開始的連續(xù)兩個(gè)寄存器的內(nèi)容：

從站地址: 0x01

功能碼: 0x03 (讀取保持寄存器)

起始地址: 0x0000

寄存器數(shù)量: 0x0002

因此，請(qǐng)求幀為:01 03 00 00 00 02 [CRC低] [CRC高]，其中CRC校驗(yàn)碼需根據(jù)前面部分計(jì)算得出。

6. 發(fā)送請(qǐng)求并接收響應(yīng)

6.1 發(fā)送請(qǐng)求

使用編程語(yǔ)言或?qū)Ｓ密浖ぞ咄ㄟ^(guò)串口發(fā)送上述構(gòu)建好的請(qǐng)求幀。

6.2 接收響應(yīng)

接收來(lái)自目標(biāo)設(shè)備的響應(yīng)，并解析其內(nèi)容。如果一切正常，會(huì)收到包含所需數(shù)據(jù)的響應(yīng)包。

6.3 響應(yīng)幀格式

響應(yīng)幀的基本格式如下：

[從站地址][功能碼][字節(jié)數(shù)][數(shù)據(jù)1][數(shù)據(jù)2]...[數(shù)據(jù)N][CRC低字節(jié)][CRC高字節(jié)]

示例

假設(shè)請(qǐng)求成功，響應(yīng)幀可能如下所示：01 03 04 00 0A 00 0B [CRC低] [CRC高]

表示從0號(hào)寄存器讀取了兩個(gè)值0x0A和0x0B。

7. 錯(cuò)誤處理

檢查返回的功能碼是否為異常響應(yīng)（即功能碼加0x80），如果是，則需根據(jù)具體錯(cuò)誤代碼采取相應(yīng)措施。常見的錯(cuò)誤代碼包括：

0x81：非法功能碼

0x82：非法數(shù)據(jù)地址

0x83：非法數(shù)據(jù)值

0x84：執(zhí)行失敗

8. 實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

確保硬件連接正確：特別是RS-485接口的A/B線連接。

配置一致的串口參數(shù)：所有設(shè)備必須使用相同的波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)方式。

合理規(guī)劃地址空間：避免地址沖突。

調(diào)試工具的使用：利用Modbus調(diào)試工具測(cè)試整個(gè)系統(tǒng)的連通性。

帝晶通過(guò)自身在顯示領(lǐng)域的技術(shù)沉淀和資源整合，我們提供更專業(yè)的顯示技術(shù)、更穩(wěn)定的質(zhì)量保障和更優(yōu)的成本競(jìng)爭(zhēng)力。

目前產(chǎn)品已服務(wù)智能家居行業(yè)、家電行業(yè)、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械、安防等行業(yè)，且通過(guò)自有實(shí)驗(yàn)室測(cè)試驗(yàn)證，保障客戶Rose、Reach、3C、UL等國(guó)際國(guó)內(nèi)認(rèn)證需求。