如何在Arduino中使用Modbus

描述

Modbus 是一種串行通信標準，已成為事實上的標準通信協議，現已成為連接工業電子設備的常用手段。在 Modbus RTU 和 Modbus ASCII 中，RS485 用作物理層。在 Modbus 應用程序中可以使用 Arduino 作為從機（也有一些限制也可以作為主機），但需要 RS485 接口。我們的RS422 / RS485 屏蔽是完全電流隔離的串行通信屏蔽，設計用于 Arduino UNO 和其他兼容板，如 Arduino 101、STM Nucleo... 該屏蔽是此類應用的完美選擇。

本文檔的目的是展示如何與 Arduino UNO 一起創建一個簡單的 Modbus 從設備。我們將使用 PC 作為 Modbus 主站。

工具和材料

• Arduino UNO

• 用于 Arduino 的 RS485 屏蔽

• 任何用于 PC 連接的 RS485-USB 適配器（或更便宜的）

可選的：

• 面包板

• 按鈕

• 紅色 LED

• 220歐姆電阻

• 10k 電阻

• 跳線

軟件

• Arduino IDE

• Modbus測試儀

接線 RS485：

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RS485總線接線

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接線非常簡單。您只需將屏蔽的 A 和 B 端子與 Modbus 系統的 A 和 B 線連接。Y 和 Z 端子不用于此類應用。對于長距離，建議對 A 和 B 使用雙絞線。

接線 Arduino（可選）：

建議在 Arduino 上添加一個 LED 和一個按鈕，以查看 Modbus 通信的一些效果。它是可選的，不是必需的。

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面包板連接到 Arduino UNO + RS485 Shield

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撥碼開關設置：

RS422/RS485 Shield 帶有 3 個 DIP 開關組。您必須為 Modbus 設置這些 DIP 開關，如下圖所示。

開關 1:1-OFF 2-ON 3-ON 4-OFF

開關 2：1-OFF 2-OFF 3-ON 4-ON

開關 3：1-OFF 或 ON* 2-OFF 3-OFF 4-OFF

*根據 Modbus 線路中 RS422/RS485 屏蔽的位置，您必須打開或關閉終端電阻。僅當 Shield 位于總線的一端時，請將電阻切換到 ON 位置。在所有其他情況下，關閉終端電阻：

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撥碼開關設置

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跳線設置：

您可以在盾牌上找到 3 個不同的跳線區域。非常重要的是用于電源電壓的跳線 JP1。Arduino UNO 在內部使用 5V。您必須將此跳線設置為 5V 位置（對于 3.3V 板，例如 Arduino 101 設置為 3.3V 位置）。

再如上圖左上角設置通訊端口的跳線。在這種情況下，端口 0 和 1 上的內部 UART 將連接到屏蔽的 RS485 接口。

最后但并非最不重要的一點是，我們必須為 RX/TX 控制端口設置跳線。我們不使用此跳線，因為配置了自動 RX/TX 切換。

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1 / 2 ?用于選擇通訊端口的跳線

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在 PC 上安裝 Modbus 測試儀軟件：

在本例中，我們將使用 PC 作為 Modbus 主站。您必須下載 Modbustester。請將 zip 存檔解壓縮到硬盤上的新目錄。打開軟件并更改標記的字段，如下圖所示。您必須先連接 USB-RS485 適配器 - 請在 Modbustester 中為此適配器選擇正確的 COM 端口。

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請將紅色標記的字段設置為與上圖所示相同的值

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Arduino軟件：

請將固件加載到 Arduino IDE 中進行編譯和編程。

測試你的工作：

現在是時候測試你的工作了！

您可以按 Modbustester 中的讀取按鈕。該命令將讀取我們新從設備的 8 字節內存。在地址 400008 中，您可以找到按鈕的狀態。地址 400001 - 400006 包含 ADC 端口的值。

使用寫入按鈕，您可以操作從站中的寄存器。您可以在地址 400007 中輸入 0 或 1 來打開或關閉 LED。

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