在在上一教程中，我們學習了有關與Arduino作為從站的Modbus RS-485串行通信的信息。在今天的后續文章中， Arduino將被用作MODBUS主站并與MODBUS從站進行通信。此處已安裝MODBUS Slave軟件的計算機將用作MODBUS Master。因此，我們首先簡要介紹一下RS-485和Modbus 。

RS-485串行通信

RS-485是異步串行通信協議，不需要時鐘。它使用一種稱為“ 差分信號”的技術將二進制數據從一個設備傳輸到另一個設備。當使用兩根導線和全雙工需要四根導線時，它提供半雙工通信。

將RS-485與Arduino連接

RS-485模塊可以連接到具有以下功能的任何微控制器：串行端口。為了將RS-485模塊與微控制器一起使用，需要一個基于Maxim MAX485 IC 的名為 5V MAX485 TTL到RS485的模塊，因為它可以實現1200米長距離的串行通信。它是雙向半雙工的，數據傳輸速率為2.5 Mbps。該模塊需要5V的電壓。

RS-485的插針輸出：

《表邊框=“ 1” cellpadding =“ 0” cellspacing =“ 0”》 引腳名稱 使用 VCC 5V A 同相接收器輸入同相驅動器輸出 B 反相接收器輸入反相驅動器輸出 GND GND（0V） R0 接收器輸出（RX引腳） RE 接收器輸出（低啟用） DE 驅動器輸出（高啟用） DI 驅動程序輸入（TX引腳）

USB轉RS-485轉換器模塊：

這是USB到支持WIN7，XP，Vista，Linux，Mac OS的RS485轉換器適配器模塊，并通過使用計算機中的COM端口提供易于使用的RS485接口。 即插即用設備。沒有命令結構，發送到虛擬COM端口的任何內容都會自動轉換為RS485，反之亦然。該模塊完全由USB總線自供電。 因此，無需外部電源即可操作。

它顯示為串行/COM端口，并且可從應用程序或超級終端訪問。此轉換器提供半雙工RS-485通信。波特率范圍為75 bps至115200 bps，最大速率為6 Mbps。

要使用此設備，互聯網上提供了各種Modbus軟件。在本教程中，使用了名為 Witte Software的Modbus Slave軟件的軟件。可以從網站www.modbustools.com下載該軟件。

Modbus從站軟件

Modbus從站應用程序接收值使用串行通訊端口從任何Modbus主設備上進行連接。它是一個數據通信測試軟件。在使用該軟件之前，必須了解以下內容。有關更多信息，請參閱軟件手冊。

從站ID：

網絡中的每個從站都分配有一個唯一的單元地址，范圍為1到127。 masterrequests數據，它發送的第一個字節是從設備地址。這樣，每個從站都會在第一個字節之后知道是否忽略該消息。

Modbus寄存器：

離散輸出線圈：它是一個1位寄存器，用于控制離散輸出，并且可以讀取或寫入。它們的寄存器號為（1到9999）。

離散輸入：這是一個1位寄存器，用作輸入，只能讀取。它們的寄存器號為（10001到19999）。

輸入寄存器：這是一個用于輸入的16位寄存器，只能讀取。它們的寄存器號為（30001到39999）。

保持寄存器：這是一個16位寄存器，可以讀取或寫入。它們的注冊號為（40001到49999）。

Modbus功能代碼：

《表邊框=“ 1” cellpadding =“ 0” summary = “此表顯示了功能代碼，其動作

及其影響的表“》

功能代碼 動作 表名稱 04（04hex） 讀取 模擬輸入寄存器 03（03hex） 讀取 模擬輸出保存寄存器 06（06hex） 寫入單個 模擬輸出保持寄存器 16（10hex） 寫入多個 模擬輸出保持注冊

支持的線圈功能代碼：

及其影響的表”》

功能代碼操作表名

02（02hex ）閱讀Di特殊的輸入觸點

01（01hex）Read離散輸出線圈

05（05hex）寫單個離散輸出線圈

15（0Fhex）寫多個離散輸出線圈

CRC：

CRC代表循環冗余校驗。在每個Modbus消息的末尾添加了兩個字節，用于錯誤檢測。

所需的組件

硬件

Arduino UNO

MAX-485 TTL轉RS-485轉換器模塊

USB轉RS-485轉換器模塊

按鈕（2）

10k電阻器（2）

16x2 LCD顯示屏

10k電位器

軟件

Modbus從站

電路圖

MAX-485 TTL至RS-485轉換器模塊與Arduino之間的電路連接UNO：

Arduino UNO MAX-485 TTL轉RS-485轉換器模塊

0（RX）RO

1（TX）DI

3DE

2RE

+ 5VVCC

GNDGND

MAX-485 TTL至RS-485模塊與USB至RS-485轉換器之間的電路連接：

MAX-485 TTL到RS-485

轉換器模塊USB轉RS-485模塊

已與PC連接

AA

BB

Arduino UNO和16x2 LCD顯示器之間的電路連接：

《表border =“ 1” cellpadding =“ 0” cellspacing =“ 0”》

16x2 LCD

Arduino UNO

VSS

GND

VDD

+ 5V

V0

至電位計中心引腳，用于LCD對比度控制

RS

8

RW

GND

E

9

D4

10

D5

11

D6

12

D7

13

A

+ 5V

K

GND

兩個具有下拉電阻10k的按鈕也連接到Arduino的引腳4和5。 10K電位器用于向Arduino引腳A0提供模擬輸入值。

電路連接后，完整的設置如下所示。

將Arduino Uno編程為MODBUS Master

在本教程中，Arduino Uno通過使用來配置為Modbus Master Master Modbus Arduino編碼g在Modbus Master庫的幫助下。這里Arduino Uno有兩個按鈕和一個電位計，可將值從Modbus Master Arduino發送到Modbus Slave軟件。

要在Arduino UNO中使用Modbus，需要一個庫 被使用。該庫用于通過RTU協議與RS-485 Modbus主站或從站進行通信。下載Modbus主站，并按照素描-》包含庫-》添加.zip庫在草圖中添加該庫。

完整的程序，并附有詳細的視頻。在這里，我們解釋了以下主要步驟。

首先，包括ModbusMaster和液晶庫：

#include

#include

接下來定義連接在MAX485 TTL到RS-485轉換器模塊和Arduino UNO之間的引腳名稱。

#define MAX485_DE 3

#define MAX485_RE_NEG 2

初始化類的節點對象 ModbusMaster 。

ModbusMaster node;

然后編寫兩個函數 preTrasnmission（）和 postTrasmission（）用于使Max485 TTL到RS-485轉換器模塊的RE和DE引腳高或低以發送或接收數據。

void preTransmission（）

{

digitalWrite（MAX485_RE_NEG， 1）;

digitalWrite（MAX485_DE， 1）;

}

void postTransmission（）

{

digitalWrite（MAX485_RE_NEG， 0）;

digitalWrite（MAX485_DE， 0）;

}

下一步，在 void設置（）中，將LCD設置為16x2模式，并顯示并清除歡迎消息。

lcd.begin（16，2）;

lcd.print（“CIRCUIT DIGEST”）;

delay（3000）;

lcd.clear（）;

lcd.print（“Arduino”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Modbus Master”）;

delay（3000）;

lcd.clear（）;

然后將RE和DE引腳設置為OUTPUT引腳，將引腳4和5設置為INPUT引腳（按鈕）。

pinMode（MAX485_RE_NEG， OUTPUT）;

pinMode（MAX485_DE， OUTPUT）;

pinMode（4，INPUT）;

pinMode（5，INPUT）;

最初，將MAX-485 TTL到RS-485轉換器模塊的DE和RE引腳設置為LOW

digitalWrite（MAX485_RE_NEG， 0）;

digitalWrite（MAX485_DE， 0）;

將波特率設置為115200，并用從站ID 1通知Modbus主站。

Serial.begin（115200）;

node.begin（1， Serial）;

之后，使用回調語句，以便RS-485收發器已正確配置。

node.preTransmission（preTransmission）;

node.postTransmission（postTransmission）;

現在位于 void loop（）

首先從與電位計連接的A0引腳讀取模擬值。

float value = analogRead（A0）;

然后，使用以下語句將（0到1023）的ADC值寫入0x40000寄存器，以將其發送到Modbus從站。

node.writeSingleRegister（0x40000，value）;

然后該值也顯示在16x2 LCD顯示屏上

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“POT Val ：”）;

lcd.print（value）;

接下來，兩個按鈕的狀態為

int a= digitalRead（4）;

int b= digitalRead（5）;

，并且取決于th的狀態e按鈕，將按鈕1的值0x40001和按鈕2的值0x40002寫入Modbus從站，并顯示在LCD顯示屏上。

if （a == 1）

{

node.writeSingleRegister（0x40001，1）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“S1： 1”）;

}

else

{

node.writeSingleRegister（0x40001，0）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“S1： 0”）;

}

if （b == 1）

{

node.writeSingleRegister（0x40002，1）;

lcd.setCursor（8，1）;

lcd.print（“S2： 1”）;

}

else

{

node.writeSingleRegister（0x40002，0）;

lcd.setCursor（8，1）;

lcd.print（“S2： 0”）;

}

將Arduino UNO測試為RS485 MODBUS主設備

在電路連接完成并將代碼上傳到Arduino Uno之后，現在是時候將USB連接到RS-485模塊了

注意：打開設備管理器，并根據連接了USB到RS-485模塊的PC并檢查COM端口。然后打開Modbus Slave軟件。

1。Modbus Slave Tool出現如下，指示 No Connection。

2。下一步打開 Connection-》 Connect ，它顯示如下。

3。由于該軟件是試用版，因此會顯示以下對話框，因此請點擊稍后注冊

4。此試用版軟件打開后僅運行10分鐘。

5。連接細節如下所示。將連接設置為串行端口，并將串行設置設置為連接USB到RS-485模塊的COM端口。然后將波特率設置為115200 （就像我在Arduino代碼中使用的一樣），將數據位設置為8 ，無奇偶校驗， 1停止位和“模式”作為RTU，然后單擊“確定”。

6。請注意，無連接消失，現在打開設置-》從站 定義。

7。現在，將從站ID 輸入為1，將功能輸入為03 保留寄存器和地址0 ，然后單擊確定。/p》

8。之后，確認ID為1，F為03。在本教程中，將使用前三個寄存器（0電位ADC值，1-按鈕值，2-按鈕值）。

9。現在，當按下按鈕2時。注意第三行中的值1。由于未按下按鈕1，它在第二行中保持為0，在第一行中顯示了一些底池值。

10。按下按鈕1時。注意第二行中的值1。并且由于沒有按下按鈕2，因此它在第三行中保持為0，在第一行中顯示了一些底池值。

11。現在，當同時按下兩個按鈕時，第二行和第三行中都有值1，并記下電位計值。

12。當電位計變化時，行1在Modbus從站軟件中也會變化。

這是 RS-485 Modbus可以與Arduino UNO作為主機進行串行通訊。請查看上一教程，以了解Arduino Uno在MODBUS通訊中作為從機。

查找完整的代碼并下面的演示視頻

》代碼

#include //使用ModbusMaster的庫

#include //使用LCD顯示屏的庫

#define MAX485_DE 3

#define MAX485_RE_NEG 2

ModbusMaster節點；//ModbusMaster類的對象節點

LiquidCrystal lcd（8，9，10，11，12，13）;//帶有LCD引腳（RS，E，D4，D5，D6，D7）并與Arduino UNO連接的液晶類液晶顯示器的對象LCD。

void preTransmission（）//用于設置引腳DE的stste的函數RS-485

{

digitalWrite（MAX485_RE_NEG，1）的＆RE

digitalWrite（MAX485_DE，1）;

}

無效postTransmission（）

{

digitalWrite（MAX485_RE_NEG，0）;

digitalWrite（MAX485_DE，0）;

}

void setup（）

{

lcd.begin（16，2）;

lcd.print（“ CIRCUIT DIGEST”）;

delay（3000） ;

lcd.clear（）;

lcd.print（“ Arduino”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“ Modbus Master”）;

delay（3000）;

lcd.clear（）;

pinMode（MAX485_RE_NEG，OUTPUT）;

pinMode（MAX485_DE，OUTPUT）;

pinMode（4，INPUT）;

pinMode（5，INPUT）;

digitalWrite（MAX485_RE_NEG，0）;

digitalWrite（MAX485_DE，0）;

Serial.begin（115200）;//波特率為115200

node.begin（1，Serial）;//從站ID為1

node.preTransmission（preTransmission）;//正確配置RS-485收發器的回調

node.postTransmission（postTransmission）;

}

void loop（）

{

float值= AnalogRead（A0）;

node.writeSingleRegister（0x40000，值）;//將值寫入保存寄存器的0x40000

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“ POT Val：”）;

lcd.print（value）;

int a = digitalRead（4）;//讀取按鈕的狀態

int b = digitalRead（5）;

if（a == 1）

{

node.writeSingleRegister（0x40001，1）;//將1寫入0x40001保持寄存器

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“ S1：1”）;

}

else

{

節點.writeSingleRegister（0x40001，0）;//將0到0x40001寫入保持寄存器

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“ S1：0”）;

}

if（b == 1）

{

node.writeSingleRegister（0x40002，1）;//寫入1到0x40002的保持寄存器

lcd.setCursor（8，1）;

lcd.print（“ S2：1”）;

}

else

{

節點.writeSingleRegister（0x40002，0）;//將0到0x40002寫入保持寄存器

lcd.setCursor（8，1）;

lcd.print（“ S2：0”）;

}

}

責任編輯：wv