MODBUS通信协议详解与应用

"该文档是关于Velodyne VLP16激光雷达的电气接口和MODBUS多点串行链路系统的用户手册与编程指导。它详细介绍了如何构建和配置MODBUS通信网络，包括主站、从站以及无源和有源接头的连接方式。MODBUS是一个应用层报文传输协议，广泛应用于不同设备间的客户机/服务器通信，支持多种总线和网络，如以太网上的TCP/IP和异步串行传输。" MODBUS协议是一个在自动化设备间提供通信的标准，自1979年以来已经成为工业串行链路的事实标准。它定义了OSI模型第7层的应用层报文传输，允许不同类型的设备通过客户机/服务器模式进行交互。MODBUS协议基于请求/应答机制，功能码是其关键元素，定义了各种服务操作。此协议支持多种网络架构，如以太网上的TCP/IP以及各种有线和无线串行传输。 在构建MODBUS多点串行链路系统时，需要考虑主电缆（主干）和分支电缆的连接。系统两端需要线路终端以确保阻抗匹配。设备可以通过集成的通信收发器直接连接到主干（如从站1和主站），或者通过无源接头和分支电缆（如从站2）连接，而没有集成收发器的设备则需要有源接头。接头可以是无源的（分配器），也可以是有源的，具有集成的收发器。接口类型包括ITr（主干接口）、IDv（分支接口）和AUI（附加单元接口）。 在实际应用中，接头可以直接连接到设备接口，不使用分支电缆，也可以支持多个设备连接，这取决于接头的设计。MODBUS通信栈包括物理层、介质访问控制（MAC）、IP、TCP等层次，适用于不同的网络环境，如以太网II/802.3和EIA/TIA-232或EIA/TIA-485等串行传输。 MODBUS协议的灵活性和简单性使得它在自动化和控制领域广泛应用，尤其是在PLC（可编程逻辑控制器）、HMI（人机界面）以及I/O设备之间的通信。通过理解并正确实施MODBUS协议，用户可以有效地构建和维护设备间的高效通信网络。