MCU給轉換器輸出低TTL信號，B比A上的電壓高，反之，則A比B上的電壓高。

485協議規定兩條線上電壓差值為多少表示0或者1，電壓通過儀表可以測量得到，所以說RS-485是硬件層協議。

485的接收端可能是另外一個MCU，MCU管腳只接受TTL電平，需要將兩條線的差分電壓轉換為TTL電平。

基本電平轉換：

TTL電平 轉 485電平 485電平 轉 TTL電平 給MCU

RS485原理：由于485電平和TTL電平標準定義不通，需要電平轉換芯片來實現兩者間的數據交換。

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RS485總線標準

RS-485采用平衡式發送和差分接收方式實現通信，由于傳輸線通常使用雙絞線，又是差分輸入，所以有極強的抗共模干擾能力，RS485采用半雙工工作方式，支持多點數據通信。總線網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構，即一條總線將各個節點串接起來，不支持環形或星型網絡，如果需要使用星型結構就必須適用485中繼器或485集線器。RS-485 總線一般支持32個節點，如果特質的485芯片可以達到128或256個節點最大支持400個節點。

RS485收發芯片(電平轉換芯片)可以理解為兩部分：驅動器和接收器

差分傳輸：

發送端在兩條信號線上傳輸輻值相等，相位相反的電信號，接收端在對接收的兩條信號線做減法運算，這樣就能獲得信號翻倍的信號。

一般情況下 不需要增加終端電阻，通信距離超過300米的情況下在開始端和結束端增加終端電阻

隔離雖能有效抑制高共模電壓，但在總線還會存在浪涌沖擊，電源線與485短路的情況，通常在總線端采取保護措施，? 在A，B，兩端各串一個熱敏電阻，在AB接口與熱敏電阻中間設有TVS瞬變抑制二極管。沒有故障時，熱敏電阻接近零，不影響正常通訊，當誤接220V時，熱敏電阻變的無窮大，相當于通訊回路和外面斷開，當故障消失后，熱敏電阻阻值降到零，又可以正常使用。由于RS-485是半雙工通信，收發轉換是需要一定的時間，所以一般在收發轉換之間和每發送完一幀數據之后，都要有相應的延時，如果出現收發不正常或第一幀數據之后就出現誤碼現象，則可以適當的增加一下延時時間。

異步通信數據以字節的方式傳送，在每一個字節傳送之前，先要通過一個低電平起始位實現握手。為防止干擾信號誤觸RO（接收器輸出）產生負跳變，使接收端MCU進入接收狀態，建議RO外接10kΩ的上拉電阻。

電源旁路電容，作用是給485芯片提供一個干凈的電源，使它穩定的工作。

RS485與RS232的區別

RS485和RS232一樣都是基于串口的通訊接口，數據收發的操作是一致的，所以使用的是同樣WinCE的底層驅動程序。但是它們在實際應用中通訊模式卻有著很大的區別，RS485接口為半雙工數據通訊模式，而RS232接口為全雙工數據通訊模式，數據的收發不能同時進行，為了保證數據收發的不沖突，硬件上是通過方向切換來實現的，相應也要求軟件上必須將收發的過程嚴格地分開。

RS485接口組成的半雙工網絡，一般是兩線制(以前有四線制接法，只能實現點對點的通信方式，現很少采用)，多采用屏蔽雙絞線傳輸。這種接線方式為總線式拓撲結構在同一總線上最多可以掛接32個結點。在RS485通信網絡中一般采用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從機。

RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺(約1219米)，實際上可達3000英尺，另外RS-232接口在總線上只允許連接1個收發器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網絡。

Modbus協議

MODBUS協議又分MODBUS RTU，MODBUS ASCII和后來發展的MODBUS TCP三種模式：其中前兩種(MODBUS RTU，MODBUS ASCII)所用的物理硬件接口都是串行(Serial)通訊口(RS232，RS422，RS485)。

?Modbus是一種串行通信協議，施耐德電氣（Schneider Electric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發表。Modbus已經成為工業領域通信協議的業界標準（De facto），并且現在是工業電子設備之間常用的連接方式。
? ? 對于串行連接，存在兩個變種，它們在數值數據表示不同和協議細節上略有不同。Modbus RTU（遠程終端模式）是一種緊湊的，采用二進制表示數據的方式，Modbus ASCII是一種人類可讀的，冗長的表示方式。這兩個變種都使用串行通信（serial communication）方式。RTU格式后續的命令/數據帶有循環冗余校驗的校驗和，而ASCII格式采用縱向冗余校驗的校驗和。被配置為RTU變種的節點不會和設置為ASCII變種的節點通信，反之亦然。
? ? 對于通過TCP/IP（例如以太網）的連接，存在多個Modbus/TCP變種，這種方式不需要校驗和計算。

原理?

Modbus協議是一個master/slave架構的協議。有一個節點是master節點，其他使用Modbus協議參與通信的節點是slave節點。每一個slave設備都有一個唯一的地址。在串行和MB+網絡中，只有被指定為主節點的節點可以啟動一個命令（在以太網上，任何一個設備都能發送一個Modbus命令，但是通常也只有一個主節點設備啟動指令）。
? ? 一個ModBus命令包含了打算執行的設備的Modbus地址。所有設備都會收到命令，但只有指定位置的設備會執行及回應指令（地址0例外，指定地址0的指令是廣播指令，所有收到指令的設備都會運行，不過不回應指令）。所有的Modbus命令包含了檢查碼，以確定到達的命令沒有被破壞。基本的ModBus命令能指令一個RTU改變它的寄存器的某個值，控制或者讀取一個I/O端口，以及指揮設備回送一個或者多個其寄存器中的數據。

特點

ModBus特點：

(1)標準、開放，用戶可以免費、放心地使用Modbus協議，不需要交納許可證費，也不會侵犯知識產權。目前，支持Modbus的廠家超過400家，支持Modbus的產品超過600種。

(2)Modbus可以支持多種電氣接口，如RS-232、RS-485等，還可以在各種介質上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。

(3)Modbus的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂。用戶使用容易，廠商開發簡單。

Modbus TCP 數據幀

Modbus TCP 的數據幀可分為：MBAP（報文頭） + PDU（幀結構），PDU由功能碼和數據組成。
????報文頭長度為7字節，由事務處理標識、協議標識符、長度、單元標識符組成，協議標識符一般指協議的類型，比如00 00標識Modbus TCP，消息頭結構如下：

?Modbus操作對象

?有四種：線圈、離散輸入、保持寄存器、輸入寄存器。

線圈 ：PLC（可編程邏輯控制器）的輸出位，開關量，在Modbus中可讀可寫
離散量 ：PLC的輸入位，開關量，在Modbus中只讀
輸入寄存器 ：PLC中只能從模擬量輸入端改變的寄存器，在Modbus中只讀
保持寄存器 ：PLC中用于輸出模擬量信號的寄存器，在Modbus中可讀可寫
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?01 (0x01) 讀線圈
02 (0x02) 讀離散量輸入
03 (0x03) 讀保持寄存器
04 (0x04) 讀輸入寄存器
05 (0x05) 寫單個線圈
06 (0x06) 寫單個寄存器
15 (0x0F) 寫多個線圈
16 (0x10) 寫多個寄存器

幀結構?

?從遠程設備中讀保持寄存器連續塊的內容的Modbus 指令實例如下:
????0x03：讀保持寄存器
????請求：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 寄存器數量H 寄存器數量L（共12字節）
????響應：MBAP 功能碼 數據長度 寄存器數據(長度：9+寄存器數量×2)
????如：起始地址是0x0000，寄存器數量是 0x0003
????????00 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 03
????回：數據長度為0x06，第一個寄存器的數據為0x21，其余為0x00
????????00 01 00 00 00 09 01 03 06 00 21 00 00 00 00
?

與RS485的關系

RS485是一個物理接口，簡單的說是硬件

MODBUS是一種國際標準的通訊協議，用于不同廠商之間的設備交換數據(一般是工業用途);所謂協議，也可以理解為上面有人說的“語言”吧，簡單的說是軟件。

MODBUS只是通信協議的一種，就像漢語和英語一樣的一種用來交流的語言，一種機器之間交流的語言。在交流之前肯定要有溝通的橋梁，那就是傳輸媒介485或232或其他電氣規則。同一種協議可以用不同的傳輸媒介方式如485或232，但是同一傳輸線路上不能同時存在兩種協議。其中Modbus的協議棧如下圖所示:

Modbus協議主要描述的是應用層的信息封裝格式，處于OSI模式的第七層（應用層）。Modbus的物理層可以是RS-485、Ethernet II /802.3。使用EIA/TIA-485這種串行通訊方式的Modbus協議框圖如下所示:?

?該圖是基于RS485的Modbus-RTU協議棧

總結

以上是生活随笔為你收集整理的RS485基本知识的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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