串口、Modbus通信協(xié)議
在 Modbus 協(xié)議中,浮點(diǎn)數(shù)通常以 IEEE 754 標(biāo)準(zhǔn)形式存儲(chǔ)。具體而言,它們是以兩個(gè)16位的寄存器順序存儲(chǔ)的。其中,兩個(gè)寄存器可以組成一個(gè)32位的浮點(diǎn)數(shù)。對(duì)于存儲(chǔ)在寄存器中的浮點(diǎn)數(shù),我們需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖止?jié)順序轉(zhuǎn)換。
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1.串口
一般來說就是指串行通訊口,常用的有RS485, RS232和RS422
串口是一種硬件連接方式,
可以看成是硬件
2.Modbus通信協(xié)議
Modbus通信協(xié)議分為MODBUS RTU,MODBUS ASCII和MODBUS TCP三種模式。MODBUS RTU,MODBUS ASCII所用的物理硬件接口都是串行(Serial)通訊(RS232,RS422,RS485)。而MODBUS TCP使用的硬件接口就是以太網(wǎng)(Ethernet)口了,也就是我們電腦上一般用的網(wǎng)絡(luò)口。
Modbus是一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,可以看成是軟件。
3.總結(jié)
RS485是一個(gè)工業(yè)總線通信的常見串口,可以支持多點(diǎn)、雙向通信的功能,有著較長的通信距離、較強(qiáng)的抗干擾能力,提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴6鳰odbus協(xié)議是一種工業(yè)通信協(xié)議,具備標(biāo)準(zhǔn)開放免費(fèi)等優(yōu)勢(shì),可以支持RS485、RS232等串口,是一種數(shù)據(jù)的通用語言。
RS485和Modbus不是一種概念。RS485是指物理串口,可以支持Modbus協(xié)議;而Modbus是指虛擬數(shù)據(jù)語言,可以通過RS485、RS232、RS422進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在工業(yè)設(shè)備中,如PLC、DCS、儀器儀表、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)網(wǎng)關(guān)等,具備RS485就意味著支持Modbus通信協(xié)議,支持通過Modbus搭建網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,應(yīng)用范圍十分廣泛。
我們可以通過對(duì)比物理串口和虛擬串口的工作機(jī)制來具體分析:
物理串口(如RS-232)的通信原理?
硬件通道分離?
物理串口有獨(dú)立的發(fā)送(TX)和接收(RX)引腳。當(dāng)兩個(gè)設(shè)備(如設(shè)備和上位機(jī))需要通信時(shí):
A設(shè)備的TX? → ?B設(shè)備的RX?(A發(fā)送,B接收)
B設(shè)備的TX? → ?A設(shè)備的RX?(B發(fā)送,A接收)
這種交叉連接形成雙向通信的閉環(huán)(如下圖所示)。
text
Copy Code
[Device A] [Device B]
TX -----------------> RX
RX <----------------- TX
單物理端口即可完成通信?
物理串口的收發(fā)通道在硬件層面已分離,因此單個(gè)串口可以直接通過外部線路連接實(shí)現(xiàn)雙向通信。
虛擬串口的通信原理?
軟件模擬的局限性?
虛擬串口(如COM1和COM2)本質(zhì)是通過軟件模擬的“邏輯端點(diǎn)”,沒有物理的TX/RX線路。每個(gè)虛擬串口僅代表一個(gè)?單向的數(shù)據(jù)流端點(diǎn)?,因此需要兩個(gè)虛擬串口組合成一個(gè)邏輯上的“閉環(huán)”:
COM1的發(fā)送端? → ?COM2的接收端?
COM2的發(fā)送端? → ?COM1的接收端?
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Copy Code
[應(yīng)用程序A] [虛擬串口驅(qū)動(dòng)] [應(yīng)用程序B]
寫入COM1 -------> COM1的TX → COM2的RX -------> 從COM2讀取
從COM1讀取 <------- COM1的RX ← COM2的TX <------- 寫入COM2
成對(duì)綁定的必要性?
虛擬串口驅(qū)動(dòng)(如com0com或VSPD)會(huì)在內(nèi)核層將COM1和COM2的發(fā)送和接收緩沖區(qū)綁定,模擬物理串口的交叉連接。如果僅創(chuàng)建一個(gè)虛擬串口,它沒有目標(biāo)端口來接收或發(fā)送數(shù)據(jù),就像物理串口的TX引腳懸空(無接收端)一樣,無法完成通信。
關(guān)鍵區(qū)別總結(jié)?
特性? ?物理串口? ? 虛擬串口?
通信通道 硬件分離的TX/RX引腳 軟件模擬的邏輯端點(diǎn)
通信方式 單端口通過交叉線直接通信 需成對(duì)虛擬端口綁定形成閉環(huán)
應(yīng)用場(chǎng)景 連接真實(shí)硬件設(shè)備 軟件調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)映射、無硬件模擬
數(shù)據(jù)流向 硬件自動(dòng)路由 通過驅(qū)動(dòng)層綁定實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)路由
補(bǔ)充說明?
例外情況?:某些特殊虛擬串口工具(如Loopback測(cè)試工具)允許單個(gè)端口自發(fā)自收,但這僅用于測(cè)試(類似短路TX和RX),并非實(shí)際通信場(chǎng)景。
擴(kuò)展應(yīng)用?:在串口轉(zhuǎn)TCP/IP場(chǎng)景中,虛擬串口可綁定到網(wǎng)絡(luò)端口(如COM1?TCP:192.168.1.100:5000),此時(shí)單個(gè)虛擬串口即可與遠(yuǎn)程設(shè)備通信,但其背后仍依賴網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的“虛擬閉環(huán)”機(jī)制。
虛擬串口成對(duì)使用本質(zhì)是通過軟件復(fù)現(xiàn)物理串口的交叉連接邏輯,從而在無硬件的情況下實(shí)現(xiàn)完整的雙向通信能力。

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