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1、手把手教你学单片机之十八RS通信和Modbus协议样本 手把手教你学单片机之十八S RS通信和和s Modbus协议本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域，通常情况下是采用串口通信的方是式进行数据交换。 最初采用的方式是RS232接口，由于工业现场比较复杂，各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰，会导致信号传输错误。 除此之外，RS232接口只能实现点对点通信，不具备联网功能，最大传输距离也只能而达到几十米，不能满足远距离通信要求。 而RS485则解决了这些问题，数据信到号采用差分传输方式
2、，能够有效的解决共模干扰问题，最大距离能够到1200米，并且允许多个收发设备接到同一条总线上。 随着工业应用通信越来越多，1979议年施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议Modbus协议，现在工业中用使用RS485通信场合很多都采用Modbus协议，本节课我们要讲解一下RS485和通信和Modbus协议。 块单单使用一块KST-51开发板是不能够进行RS485实验的，应很多同学的要求，把这节课作为扩展课程讲一下，如果要做本课相关实验，需买要自行购买USB转转485通信模块。 5RS485通信在实际上在RS485之前RS232就已经诞生，但是RS232有几处不足的地方: 1、接口的信号电平
3、值较高，达到十几V，容易和损坏接口电路的芯片，而且和TTL电平不兼容，因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路。 2、传输速率有局限，不能够过高，一般到几十Kb/s就到极限了。 3、接口使用信号线和GND与其它设备形成共地模式的通信，这种共地模式传输容易产生干扰，并且抗干扰性能也比较弱。 4、传输距离有限，最多只能通信几十米。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 5、通信的时候只能两点之间进行通信，不能够实现多机联网通信。 对针对RS232接口的不足，就不断出现了一些新的接口标准，RS485就是其中之一，他具备以下的特点: 1
4、、我们在讲A/D的时候，讲过差分信号输入的概念，同时也介绍了差分输入的好处，最大的优势是能够抑制共模干扰。 特别工业现场的环境比较复杂，干扰比较多，所以通信如果采用的是差而分方式，就能够有效的抑制共模干扰。 而RS485就是一种差分通信方式，它的通信线路是两根，用通常用A和和B或者D+和和D-来表示。 逻辑“1”以两线之间的电压差为+(6)V表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-(6)V来表示，是一种典型的差分通信。 2、RS485通信速度快，最大传输速度能够达到10Mb/s以上。 3、RS485内部的物理结构，采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合，抗干扰能力也大大增加。 4、传输距离最远能够达
5、到1200米左右，但是他的传输速率和传输距离是成反比的，只有在本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 100Kb/s以下的传输速度，才能达到最大的通信距离，如果需要传输更远距离能够使用中继。 5、能够在总线上进行联网实现多机通信，总线的上允许挂多个收发器，从现有的RS485芯片来挂看，有能够挂 32、 64、 128、256等不同个设备的驱动器。 RS485的接口非常简单，和RS232所使用的MAX232是类似的，只需要一个RS485转换器，的就能够直接和我们单片机的UART串行接口连和接起来，并且完全使用的是和UART一致的异于
6、步串行通信协议。 但是由于RS485是差分通信，因此接收数据和发送数据是不能同时进行的，也就是说它是一种半双工通信。 那我们如何判断什么时候发送，什么时候接收呢?RS485类的芯片很多，这节课我们以MAX485解为例讲解RS485通信，如图18-1所示。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 图图18-1MAX485硬件接口MAX485是美信(Maxim)推出的一款常用RS485中转换器。 其中5脚和8脚是电源引脚，6脚和7是脚就是485通信中的A和和B两个引脚，而1脚脚和和4脚分别接到我们单片机的RXD和和TXD引引机脚上，直
7、接使用单片机UART进行数据接收和而发送。 而2脚和3脚就是方向引脚了，其中2脚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，发送完毕后再本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 高拉低这个引脚就能够了。 为了提高RS485的抗近干扰性能，需要在靠近MAX485的的A和和B引脚之间并接一个电阻，这个电从阻阻值从100欧到1K都能够。 用在这里我们还要介绍一下如何使用KST-51单片
8、机开发板进行外围扩展实验。 我们的开发板只能把基本的功能给同学们做出来提供实验练习，但是同学们学习的脚步不应该停留在这个实验板上。 如果想进行更多的实验，就能够通过单片机开发板的扩展接口进行扩展实验。 大家能够看到有蓝绿色的单片机座周围有32个插针，这32个插的针就是把单片机的32个个IO引脚全部都引出来的了。 在原理图上体现出来的就是我们的J 4、J 5、J 6、J7这这4个器件，如图18-2所示。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 图图18-2单片机扩展接口这这32个IO口不是所有的IO口都能够用来对外扩展，其中既作为数
9、据输出，又能够作为数据输入的引脚是不能够用的，、，这三个引脚是不可用的。 ，如果我们用来扩展，发送的信号如果和和DS18B20的时序吻合，会导致DS18B20拉低这引脚，影响通信。 除这3个个IO口以外的其它29个个IO口，都能够使用杜邦线接上插针，扩展出的来使用。 当然了，如果把当前的IO口应用于扩展功能了，板子上的相应的功能就实现不了了，也就是说需要扩展功能和板载功能二选一。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 行在进行RS485实验中，此外还有一个方向控制引脚，。 RS485的另外一端，大家能够使用一个个USB转转485
10、模块，用双绞线把开发板和模块的上的A和和B分别对应连起来，USB那头插入电脑，然后就能够进行通信了。 第学习了第13章的实用串口通信的方法和程序后，做这种串口通信的方法就很简单了，基本是一致的。 我们使用实用串口通信的思路，做了一个简单的程序，通过串口调试助手下发任意个字符，单片机接收到后在末尾添加“回车+换行”符后再送回，在调试助手上重新显示出来，先把程序贴出来。 程序中需要注意的一点是:因为平常都是将485设置为接收状态，只有在发送数据的时候才将485改为发送状态，所以在UartWrite()函数开头将将485方向引脚拉高，函数退出前再拉低。 但是这里有一个细节，就是单片机的发送和接收中断
11、产生的时刻都是在停止位的一半上，也就是说每当停止位传送了一半的时候，RI或或TI就已经置位并且马上进入中断（如果中断使能的话）函数了，接收的时候自然不会存在问题，但发送的时候就不一样了:向当紧接这向SBUF写入一个字节本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 ，数据时，UART硬件会在完成上一个停止位的发送后，再开始新字节的发送，但如果此时不是继续发送下一个字节，而是已经发送完毕了，要停将止发送并将485方向引脚拉低以使485重新处于接收状态时就有问题了，因为这时候最后的这个停止位实际只发送了一半，还没有完全完成，所了以就有了Uar
12、tWrite()函数内DelayX10us (5)这这时个操作，这是人为的增加了延时50us，这50us的时间正好让剩下的一半停止位完成，那么这个时间自然就是由通信波特率决定的了，为波特率周期的一半。 /*/#include#includesbit RS485_DIR=P17;/RS485方向选择引脚bit flagOnceTxd=0;/单次发送完成标志，即发送完一个字节bit cmdArrived=0;/命令到达标志，即接收到上位机下发的命令unsigned chartRxd=0;本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 unsi
13、gned charpdata bufRxd40;/串口接收缓冲区void ConfigUART(unsigned intbaud)/串口配置函数，baud为波特率RS485_DIR=0;/RS485设置为接收方向SCON=0x50;/配置串口为模式1TMOD&=0x0F;/清零T1的控制位TMOD|=0x20;/配置T1为模式2TH1=256-(11059200/12/32)/baud;/计计算算T1重载值TL1=TH1;/初值等于重载值ET1=0;/禁止T1中断ES=1;/使能串口中断TR1=1;/启动T1unsigned charUartRead(unsigned char*buf,uns
14、igned charlen)/串口数据读取函数，数据接收指针buf，读取数据长度len，返回值为实际读取到的数据长度unsigned chari;本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 if(lentRxd)/读取长度大于接收到的数据长度时，len=tRxd;/读取长度设置为实际接收到的数据长度for(i=0;i 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();while(-t);void UartWrite(unsigned char*bu
15、f,unsigned charlen)/串口数据写入函数，即串口发送函数，待发送数据指针buf，数据长度lenRS485_DIR=1;/RS485设置为发送while(len-)/发送数据flagOnceTxd=0;SBUF=*buf;buf+;while(!flagOnceTxd);本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 DelayX10us (5);/等待最后的停止位完成，延时时间由波特率决定RS485_DIR=0;/RS485设置为接收void UartDriver()/串口驱动函数，检测接收到的命令并执行相应动作unsigned charlen
