前言

本篇是我参加工作培训时，作为记录笔记用的，因此写的方式不会像前面那些系列一样写的很详细，因为一个通讯协议的内容都会比较多，我更多会写经常看到和实用的，不过在文末，我也会推荐大佬的详细文章或者一些书籍供大家参考。

一、串口通讯简介

先要明确一点的就是，Modbus协议是属于OSI通讯模型中的数据链路层和应用层，而在物理层需要使用串口去实现。
在这里插入图片描述

串口通讯，是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。
串口是一种接口标准，它规定了接口的电气标准，没有规定接口插件电缆以及使用的协议。
串口按电气标准及协议来划分，包括RS-232-C、RS-422、RS485等

具体内容可以看我之前的文章：
【STM32】标准库与HAL库对照学习教程八–串口通信详解
将通信基本概念看完就行了

二、RS485串口通讯

RS485通讯标准的由来（了解）

1969年，电子工业协会 (EIA) 制订并发布了RS232串行数据接口标准，并命名为EIA-232-E

RS-422由RS-232发展而来，它弥补了RS-232通信距离短、速率低等缺点，全名为TIA/EIA-422-A标准

1983年，电子工业协会 (EIA) 在RS-422基础上制定了RS-485标准，后命名为TIA/EIA-485-A标准

简单来说RS485是工业上的串口使用标准，Modbus协议就是在RS485基础上运行。

RS485特点

工作方式：差分
通讯类型：主从通讯
数据传输方式：半双工
节点数：32、128、256
最大传输长度：1200m
最大传输速率：10Mpbs
数据格式：
1位起始位、8位数据位、1位停止位、无校验（常用）
1位起始位、8位数据位、1位停止位、奇校验
1位起始位、8位数据位、1位停止位、偶校验

RS-485终端电阻的选择

终端电阻就是在线型网终两端(相距最远的两个通信端口上) ，并联在一对通信线上的电阻，示意图如下：
在这里插入图片描述

作用：根据传输线理论终端电阻可以吸收网终上的反射波，有效地增强信号强度

电阻选择:

终端电阻要依照网络所使用的线缆种类的特性阻抗来确定,普通双绞线的特性阻抗为120Ω.因此RS-485网络的终端电阻也选择120Ω。

在RS-485网络通讯距离较近(<300m)时,一般不使用终端电阻。

三、Modbus协议

简介

Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司 (现在的施耐德电气SchneiderElectric) 于1979年为使用可编程逻辑控制器(PLC) 通信而发表。

Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准(Defacto) ，并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。

分类：
按一般维度分为Modbus Rtu、Modbus Ascll、Modbus TCP三种模式。这三种模式中最常用的是Modbus Rtu

Modbus消息帧格式:
从机地址+功能码+数据+16位CRC校验

从机地址	功能码	数据	CRC
1字节	1字节	n字节	2字节

主/从协议原理:
Modbus 串行链路协议是一个主-从协议。在同一时刻，只有一个主节点连接于总线，一个或多个子节点 (最大编号为 247 ) 连接于同一个串行总线。

Modbus通信总是由主节点发起。子节点在没有收到来自主节点的请求时，从不会发送数据。

子节点之间从不会互相通信。主节点在同一时刻只会发起一个Modbus 事务处理。

单播
- 主节点以特定地址访问某个子节点，子节点接到并处理完请求后，子节点向主节点返回一个报文(一个’应答’)。
- 每个子节点必须有唯一的地址 (1 到 247)，这样才能区别于其它节点被独立的寻址。
广播
- 主节点向所有的子节点发送请求。对于主节点广播的请求没有应答返回。广播请求一般用于写命令。
- 所有设备必须接受广播模式的写功能。地址 0 是专门用于表示广播数据的。

常用功能码：
在这里插入图片描述
我这边经常用的是0x03读、0x06写单、0x10写多