Σειριακή επικοινωνία με το πρωτόκολλο Modbus

1. Βασικές μεθόδους επικοινωνίας

Υπάρχουν δύο βασικές μέθοδοι επικοινωνίας: παράλληλη επικοινωνία και σειριακή επικοινωνία.

Παράλληλη επικοινωνία: Αυτή είναι μια μέθοδος επικοινωνίας στην οποία μεταδίδεται ταυτόχρονα κάθε bit των δεδομένων.

Σειριακή επικοινωνία: Αυτή είναι μια μέθοδος επικοινωνίας στην οποία τα δεδομένα μεταδίδονται ένα προς ένα με διαδοχικό τρόπο.

2. Δύο τύποι σειριακής επικοινωνίας

Δύο βασικές μορφές σειριακής επικοινωνίας: σύγχρονη επικοινωνία και ασύγχρονη επικοινωνία.

Η ασύγχρονη επικοινωνία μεταδίδει μια μορφή πλαισίου δεδομένων που αποτελείται από ένα bit έναρξης, 1 έως 9 bits δεδομένων και 1 έως 2 bits στάσης, βασιζόμενη στην αρχή και να σταματήσει τα κομμάτια για να διατηρηθεί συγχρονισμένα.

Η σύγχρονη μορφή πλαισίου δεδομένων επικοινωνίας αποτελείται από πολλαπλά bytes ενός πλαισίου, κάθε πλαίσιο έχει δύο (ή ένα) χαρακτήρες συγχρονισμού ως το bit έναρξης για να ενεργοποιήσει το ρολόι συγχρονισμού για να αρχίσει να στέλνει ή να λαμβάνει δεδομένα.

3. Ταξινόμηση σύμφωνα με την κατεύθυνση μετάδοσης

Η σειριακή επικοινωνία μπορεί να κατηγοριοποιηθεί περαιτέρω σε απλό, μισό διπλό και πλήρες διπλό σύμφωνα με την κατεύθυνση της μετάδοσης πληροφοριών. Εάν σε οποιαδήποτε στιγμή της διαδικασίας επικοινωνίας, οι πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν μόνο από ένα μέρος Α στο άλλο μέρος Β, ονομάζεται Simplex. Εάν, ανά πάσα στιγμή, μπορούν να μεταδοθούν πληροφορίες τόσο από Α έως Β όσο και από Β σε Α, αλλά μόνο από την παρουσία μετάδοσης προς μία κατεύθυνση, ονομάζεται μετάδοση μισού διπλού. Εάν, σε οποιαδήποτε στιγμή εγκαίρως, υπάρχει αμφίδρομη σηματοδότηση στη γραμμή από το Α έως το Β και από το Β έως το Α, ονομάζεται πλήρης διπλός.

4. Σειριακή διεπαφή επικοινωνίας

Η φυσική διεπαφή σειριακής επικοινωνίας σύμφωνα με τα ηλεκτρικά πρότυπα και τα πρωτόκολλα για να συμπεριλάβει το RS -232, RS -422, RS485, κλπ., Εδώ κυρίως για μερικές από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες διεπαφή RS485.

5. Διασύνδεση RS485κύκλωμα

Ως κύκλωμα επίδειξης το τσιπ SP485R χρησιμοποιείται συχνά και μπορεί να ενσωματωθεί άμεσα σε ένα πραγματικό κύκλωμα εφαρμογής Rs -485. Η τυπική σειριακή θύρα του μικροεπεξεργαστή συνδέεται απευθείας με τον ακροδέκτη RO του τσιπ SP485R μέσω RXD και με τον ακροδέκτη DI του τσιπ SP485R μέσω TXD.

Έξοδος σήματος R/D Από τον μικροεπεξεργαστή ελέγχει άμεσα τον πομπό/δέκτη SP485R πομπού/δέκτη: σήμα R/D για το "1", ο πομπός τσιπ SP485R είναι έγκυρος, ο δέκτης απαγορεύεται αυτή τη στιγμή ο μικροεπεξεργαστής μπορεί να είναι στο RS -485 λεωφορείο για αποστολή δεδομένων bytes; Το σήμα R / D για το σήμα R / D είναι "0", τότε ο πομπός τσιπ SP485R είναι απενεργοποιημένος, ο δέκτης είναι έγκυρος, αυτή τη στιγμή ο μικροεπεξεργαστής μπορεί να λάβει bytes δεδομένων από το Rs {6}} λεωφορείο . Σε αυτό το κύκλωμα, οποιαδήποτε στιγμή στο SP485R chip "δέκτης" και "πομπός" μπορεί να έχει μόνο κατάσταση εργασίας.

Η αντίσταση Pull-Up R7 που συνδέεται με την PIN A και την αντιστάθμιση Pull-Down R8 που συνδέεται με τον Pin B χρησιμοποιούνται για να εξασφαλιστεί ότι το μη συνδεδεμένο τσιπ SP485R βρίσκεται σε κατάσταση αδράνειας, παρέχοντας προστασία αποτυχίας δικτύου για τη βελτίωση της αξιοπιστίας του Rs -485 κόμβος και το δίκτυο.

Εάν το SP485R συνδέεται με τη σειριακή θύρα UART του τσιπ μικροεπεξεργαστή 80C51, ο ακροδέκτης RO του τσιπ SP485R δεν χρειάζεται να τραβηχτεί. Διαφορετικά, είναι απαραίτητο να εξεταστεί εάν θα προστεθεί ή όχι μια αντίσταση pull-up περίπου 10Κ στον ακροδέκτη RO σύμφωνα με την πραγματική κατάσταση.

6. Επικοινωνία Serial Modbus

Το Modbus ως κανόνας ανταλλαγής δεδομένων στα κυκλώματα βιομηχανικής επικοινωνίας έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορους τομείς, καθιστώντας το βολικό να επικοινωνεί με συσκευές με πρωτόκολλο επικοινωνίας Modbus, όπως PLCs, μετατροπείς, μετρητές ροής, θερμοκρασία και υγρασία, λογισμικό διαμόρφωσης ομάδων υπολογιστών υποδοχής. και μια ποικιλία αισθητήρων και οργάνων.

Το πρωτόκολλο επικοινωνίας MODBUS χωρίζεται σε δύο τρόπους επικοινωνίας σειριακής επικοινωνίας, στις λειτουργίες επικοινωνίας ASCII και RTU. Κατά τη χρήση, πρέπει να ορίσετε τη λειτουργία επικοινωνίας και τη σειριακή θύρα RS232, RS485 παραμέτρους επικοινωνίας (ρυθμός baud, ισοτιμία, διεύθυνση σκλάβων, bits δεδομένων, bits stop, byte), όλες οι συσκευές στο δίαυλο Modbus πρέπει να έχουν τον ίδιο τρόπο επικοινωνίας και σειριακές παράμετροι επικοινωνίας.

Δομή πλαισίου μηνυμάτων Modbus

7. Μήνυμα εντολών Modbus
Διαβάστε δεδομένα
Ο Δάσκαλος στέλνει

Απόδοση:

8. Modbus Key Concepts

(1) Ο ανώτερος υπολογιστής διαβάζει τα δεδομένα κάθε φορά που το διάστημα είναι γενικά μικρότερο από 100ms

(2) Διεύθυνση συσκευής: Διεύθυνση επικοινωνίας Slave Modbus, δεν μπορεί να υπάρχουν δύο ταυτόσημες διευθύνσεις σε ένα δίκτυο. (3) Κωδικός λειτουργίας: Κωδικός λειτουργίας που καθορίζεται από το πρωτόκολλο MODBUS.

(4) Διεύθυνση εγγραφής και αριθμός καταχωρητών

Η παράμετρος στην εντολή Master είναι το μητρώο από τη διεύθυνση καταχωρητή, διαβάστε το μήκος των καταχωρητών n. (5) Δεδομένα απόκρισης σκλάβων

Τα δεδομένα απόκρισης σκλάβων είναι: αριθμός δεδομένων bytes και n αριθμητικής ενότητας.

9. Modbus Master Common Operations

(1) Διαβάστε τη βελτιστοποίηση:Για την ανάγνωση δεδομένων της ασυνεχούς διεύθυνσης, είτε πρόκειται για συσκευασμένη ανάγνωση είτε όχι, τότε το σύστημα χρησιμοποιεί τη συσκευασμένη εντολή ανάγνωσης για να ολοκληρώσει την ανάγνωση πολλαπλών διευθύνσεων ταυτόχρονα.

(2) Διαβάστε το διάστημα βελτιστοποίησης:Κατά την ανάγνωση της βελτιστοποίησης, εάν το διάστημα μεταξύ των διευθύνσεων είναι μικρότερο από αυτό το διάστημα, θα συσκευάζονται μαζί και θα διαβάσουν ταυτόχρονα χρησιμοποιώντας την εντολή πολλαπλής ανάγνωσης.

(3) Μέγιστο μήκος πακέτου:το μέγιστο μήκος δεδομένων που επιτρέπεται για μία επικοινωνία.

(4) παραγγελία byte:Ρυθμίστε τη σειρά αποκωδικοποίησης 32- διπλές λέξεις.

Πάρτε 32- ακέραιο bit ως παράδειγμα για να απεικονίσετε την έννοια της σειράς byte:.

1234:Υποδεικνύει ότι τα εξαρτήματα διπλής λέξης δεν υποβάλλονται σε επεξεργασία απευθείας αποκωδικοποιημένες.

Για παράδειγμα: τα δεδομένα που διαβάζονται από τη σειριακή θύρα είναι 0000 00 01 σημαίνει 1.

2143:Υποδεικνύει ότι τα στοιχεία διπλής λέξης των υψηλών και χαμηλών λέξεων δεν αντιστρέφονται, αλλά η λέξη μέσα στα υψηλά και χαμηλά bytes αντιστρέφονται.

Για παράδειγμα, τα δεδομένα που διαβάζονται από τη σειριακή θύρα είναι {0}} means 0x00000100 (δηλαδή 256).

3412:Υποδεικνύει ότι τα υψηλά και χαμηλά λόγια του στοιχείου διπλής λέξης αντιστρέφονται, αλλά τα υψηλά και χαμηλά bytes της λέξης δεν αντιστρέφονται.

Για παράδειγμα, τα δεδομένα που διαβάζονται από τη σειριακή θύρα είναι {0}} που σημαίνει 0x00010000 (δηλαδή 65536).

4321: Υποδεικνύει ότι και τα 4 bytes στο στοιχείο διπλής λέξης αντιστρέφονται.

Για παράδειγμα: τα δεδομένα που διαβάζονται από τη σειριακή θύρα είναι {0}} means 0x 0100 0000 (δηλαδή 1677 721).

10. Modbus Λογισμικό Λογισμικό Modbus Pull

Πάρτε τη διεύθυνση Slave As 1, ρυθμό Baud 9600, διαβάστε όλα τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο ως παράδειγμα, η μέθοδος ρύθμισης έχει ως εξής.
Σύμφωνα με τον Πίνακα 2: Διεύθυνση καταχωρητή εκκίνησης 4113 Ο αριθμός των καταχωρητών είναι 22
1. Οι εντολές απόκτησης εγκατάστασης περιλαμβάνουν τη διεύθυνση συσκευής (1), τον κωδικό λειτουργίας MODBUS (04), τη διεύθυνση καταχωρητή (4113), το μήκος καταχωρητή (2) και το διάστημα απόκτησης (1000).

2. Ρυθμίστε τα δεδομένα σειριακής θύρας
Σύμφωνα με τη μορφή σειριακής θύρας Slave (1 bit bit bit, 8 bit bit bit, 1 bit bit bit, χωρίς ισοτιμία), ορίστε το ακόλουθο σχήμα:

3. Ρύθμιση της μορφής εμφάνισης δεδομένων

4. Οθόνη επιτυχίας επικοινωνίας