RS485与RS232的原理和区别以及简单介绍Modbus协议
最近有伙伴在搞485总线通信这块，问我什么原理，我找到了自己上大二整理的PPT再回过头看一下。
智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。究其原因就是企业信息化的需要，企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。（RS485支持总线形式通讯1：N）
在要求通信距 离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力
发送端将信号调制成为对称的信号用双线发送，称为平衡发送。
RS232简单介绍
RS-232接口符合美国电子工业联盟（EIA）制定的串行数据通信的接口标准，原始编号全称是EIA-RS-232（简称232，RS232）。它被广泛用于计算机串行接口外设连接。
RS-232是现在主流的串行通信接口之一。
由于出现早，难免有不足之处：
（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片。
（2）传输速率较低。
（3）抗噪声干扰性弱。
（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在15米左右。
RS232的设置
1.波特率（又称鲍率）：是指从一设备发到另一设备的波特率，即每秒钟多少比特bits per second (bit/s)。典型的波特率是300, 1200, 2400, 9600, 15200, 19200等bit/s。一般通信两端设备都要设为相同的波特率，但有些设备也可以设置为自动检测波特率。
2.奇偶校验（Parity：是用来验证数据的正确性。奇偶校验一般不使用，如果使用，那么既可以做奇校验（Odd Parity）也可以做偶校验（Even Parity）。
3.停止位：是在每个字节传输之后发送的，它用来帮助接受信号方硬件重同步。
RS232的电气特性
RS-232对电气特性，逻辑电平和各种信号线都作了规定。
在txd和rxd上：逻辑1（MARK）=-3V~-15V
逻辑0（SPACE）=+3~+15
在rts，cts，dsr，dtr和dcd等控制线上：
信号有效（接通，ON状态，正电压）=+3V~+15V
信号无效（断开，OFF状态，负电压）=-3V~-15V
RS-232规定标准接口有25条线，4条数据线，11条控制线，3条定时线，7条备用和未定义线，常用的只有九根。
（1）联络信号控制线：数据装置准备好（DSR）ON状态，表明通信装置处于可以使用状态。
（2）数据终端准备好（DTR）ON有效时，表明数据终端可以使用。
这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不能说明可以通信了，能否开始进行通信由下面的控制信号决定。
请求发送（RTS）用来表示DTE请求DEC发送数据，当终端要发送数据时，使该信号有效，向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态.
允许发送（CTS）用来表示DCE准备好接受DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始发送数据线TxD发送数据。
这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中做发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。
接收信号线检出(RLSD)用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由远地的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收数据，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线rxd送到终端。此线叫做数据载波检出线（DCD）
振铃提示（RI） MOEDM收到信号时通知终端，已被呼叫.
数据发送线（txd）将串行数据发送到MODEM,（DTE–>DCE）
数据接收线（rxd）接收从终端发来的串行数据，
地线
有两根线SG,PG----信号地和保护地信号线，无方向。
RS485
- RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。
- RS-485的数据最高传输速率为10Mbps 。
- RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。
- RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺（约1219米），实际上可达 3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。
因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS485接口组成的半双工网络一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。
串口协议只是定义了传输的电压，阻抗等，编程方式和普通的串口编程一样
平衡传输
RS-422、RS-485与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B。通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2V6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地C，在RS-485中还有一“使能”端，而在RS-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时，发送驱动器处于高阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态
RS485 电气规定
由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。而采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主（Master）设备，其余为从设备，但它比RS-422有改进， 无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。
逻辑1 +（2-6）V
逻辑0 -（2-6）V
Modbus协议简单介绍
Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
Modbus具有以下几个特点:
(1)标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。目前，支持Modbus的厂家超过400家，支持Modbus的产品超过600种。
(2)Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。
(3)Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单
Modbus有两种通信传输方式，一种是ASCII模式，一种是RTU模式。由于ASCII模式的数据字节是7bit数据位，51单片机无法实现，而且应用也相对较少，所以这里我们只用RTU模式
Modbus的RTU模式规定不同数据帧之间的间隔是3.5个字节通信时间以上。如果在一帧数据完成之前有超过3.5个字节时间的停顿，接收设备将刷新当前的消息并假定下一个字节是一个新的数据帧的开始。同样的，如果一个新消息在小于3.5个字节时间内接着前边一个数据开始的，接收的设备将会认为它是前一帧数据的延续。
起始位和结束符：前后都至少有3.5个字节的时间间隔，起始位和结束符实际上没有任何数据，T1-T2-T3-T4代表的是时间间隔3.5个字节以上的时间，而真正有意义的第一个字节是设备地址
设备地址：在多机通信的时候，数据那么多，我们依靠什么判断这个数据帧是哪个设备的呢？没错，就是依靠这个设备地址字节。每个设备都有一个自己的地址，当设备接收到一帧数据后，程序首先对设备地址字节进行判断比较，如果与自己的地址不同，则对这帧数据直接不予理会，如果如果与自己的地址相同，就要对这帧数据进行解析，按照之后的功能码执行相应的功能。如果地址是0x00，则认为是一个广播命令，就是所有的从机设备都要执行的指令。
功能代码：在第二个字节功能代码字节中，Modbus规定了部分功能代码，此外也保留了一部分功能代码作为备用或者用户自定义，这些功能码大家不需要去记忆，甚至都不用去看，直到你有用到的那天查表即可。
CRC校验：CRC校验是一种数据算法，是用来校验数据对错的。
