深入淺出RS485通信

今天我們再對RS-485和Modbus之間的關(guān)系進(jìn)行梳理，幫助大家更好的理解兩者之間的關(guān)系。

開放系統(tǒng)互連 （OSI） 模型試圖表征通信系統(tǒng)的各個(gè)層，從最終應(yīng)用到電氣層，最后到物理層。我們可以看到模型總共包含7層。

OSI 模型的物理層（第一層）負(fù)責(zé)在設(shè)備和物理傳輸介質(zhì)之間傳輸原始數(shù)據(jù)。它處理電信號到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，同時(shí)定義電壓、時(shí)序、數(shù)據(jù)速率等。

在數(shù)據(jù)層（第二層），RS-485通常使用UART進(jìn)行串行通信，其中主機(jī)UART以全雙工方式驅(qū)動(dòng)和接收串行通信。它連接到構(gòu)成物理層的 RS-485 差分收發(fā)器，并將信號轉(zhuǎn)換為半雙工差分格式，以便在 RS-485 總線上使用。然后，主機(jī)將通過 UART 與 RS-485 通信，并告訴收發(fā)器何時(shí)在發(fā)送和接收之間切換。從設(shè)備也將以相同的方式使用其 UART。

網(wǎng)絡(luò)層（第三層）處理 RS-485 總線上發(fā)生的設(shè)備之間的實(shí)際通信。沒有固定的網(wǎng)絡(luò)層尋址規(guī)范，但 RS-485 總線必須由主站正確管理，以避免總線沖突。因此在一條總線上，每一個(gè)設(shè)備必須是不同的地址。當(dāng)主站設(shè)備在總線上對某個(gè)地址設(shè)備進(jìn)行呼叫時(shí)，從設(shè)備會(huì)比較呼叫地址是否與自身地址一致，如果地址一致則對主站設(shè)備進(jìn)行響應(yīng)。

由于 RS-485 標(biāo)準(zhǔn)僅定義具有尋址要求的物理和數(shù)據(jù)鏈路層，因此應(yīng)用層可以采用各種專有或開放通信協(xié)議。工程師可以采用現(xiàn)有的協(xié)議，如Modbus，也可以為他們的應(yīng)用定義自己的協(xié)議。

對于RS-485和Modbus兩者而言在OSI 模型中屬于不同層級的內(nèi)容，RS-485是指物理串口，在通訊物理層面，而Modbus屬于通訊協(xié)議，是基于物理串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N約定方式。

與RS-485物理串口類似的有RS-232、RS-422，在這些物理串口的基礎(chǔ)上可以通過Modbus協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

Modbus協(xié)議又可分為Modbus RTU、Modbus ASCll、Modbus TCP。其中Modbus RTU、Modbus ASCll兩種協(xié)議運(yùn)用在串行接口（RS-485、RS-232、RS-422），Modbus TCP運(yùn)用于以太網(wǎng)接口。

做一個(gè)形象的比喻，RS-485是連接A B兩個(gè)城市之間的高速公路，Modbus協(xié)議就是跑在高速路上的汽車。至于Modbus RTU、Modbus ASCll的區(qū)別就是在高速路上跑的是小轎車還是貨車。