如何在Arduino中使用Modbus

描述

Modbus 是一种串行通信标准，已成为事实上的标准通信协议，现已成为连接工业电子设备的常用手段。在 Modbus RTU 和 Modbus ASCII 中，RS485 用作物理层。在 Modbus 应用程序中可以使用 Arduino 作为从机（也有一些限制也可以作为主机），但需要 RS485 接口。我们的RS422 / RS485 屏蔽是完全电流隔离的串行通信屏蔽，设计用于 Arduino UNO 和其他兼容板，如 Arduino 101、STM Nucleo... 该屏蔽是此类应用的完美选择。

本文档的目的是展示如何与 Arduino UNO 一起创建一个简单的 Modbus 从设备。我们将使用 PC 作为 Modbus 主站。

工具和材料

• Arduino UNO

• 用于 Arduino 的 RS485 屏蔽

• 任何用于 PC 连接的 RS485-USB 适配器（或更便宜的）

可选的：

• 面包板

• 按钮

• 红色 LED

• 220欧姆电阻

• 10k 电阻

• 跳线

软件

• Arduino IDE

• Modbus测试仪

接线 RS485：

 

RS485总线接线

 

接线非常简单。您只需将屏蔽的 A 和 B 端子与 Modbus 系统的 A 和 B 线连接。Y 和 Z 端子不用于此类应用。对于长距离，建议对 A 和 B 使用双绞线。

接线 Arduino（可选）：

建议在 Arduino 上添加一个 LED 和一个按钮，以查看 Modbus 通信的一些效果。它是可选的，不是必需的。

 

面包板连接到 Arduino UNO + RS485 Shield

 

拨码开关设置：

RS422/RS485 Shield 带有 3 个 DIP 开关组。您必须为 Modbus 设置这些 DIP 开关，如下图所示。

开关 1:1-OFF 2-ON 3-ON 4-OFF

开关 2：1-OFF 2-OFF 3-ON 4-ON

开关 3：1-OFF 或 ON* 2-OFF 3-OFF 4-OFF

*根据 Modbus 线路中 RS422/RS485 屏蔽的位置，您必须打开或关闭终端电阻。仅当 Shield 位于总线的一端时，请将电阻切换到 ON 位置。在所有其他情况下，关闭终端电阻：

 

拨码开关设置

 

跳线设置：

您可以在盾牌上找到 3 个不同的跳线区域。非常重要的是用于电源电压的跳线 JP1。Arduino UNO 在内部使用 5V。您必须将此跳线设置为 5V 位置（对于 3.3V 板，例如 Arduino 101 设置为 3.3V 位置）。

再如上图左上角设置通讯端口的跳线。在这种情况下，端口 0 和 1 上的内部 UART 将连接到屏蔽的 RS485 接口。

最后但并非最不重要的一点是，我们必须为 RX/TX 控制端口设置跳线。我们不使用此跳线，因为配置了自动 RX/TX 切换。

 

 

 

 

 

1 / 2 •用于选择通讯端口的跳线

 

在 PC 上安装 Modbus 测试仪软件：

在本例中，我们将使用 PC 作为 Modbus 主站。您必须下载 Modbustester。请将 zip 存档解压缩到硬盘上的新目录。打开软件并更改标记的字段，如下图所示。您必须先连接 USB-RS485 适配器 - 请在 Modbustester 中为此适配器选择正确的 COM 端口。

 

请将红色标记的字段设置为与上图所示相同的值

 

Arduino软件：

请将固件加载到 Arduino IDE 中进行编译和编程。

测试你的工作：

现在是时候测试你的工作了！

您可以按 Modbustester 中的读取按钮。该命令将读取我们新从设备的 8 字节内存。在地址 400008 中，您可以找到按钮的状态。地址 400001 - 400006 包含 ADC 端口的值。

使用写入按钮，您可以操作从站中的寄存器。您可以在地址 400007 中输入 0 或 1 来打开或关闭 LED。