通信協(xié)議介紹

眾所周知通信協(xié)議就是一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議規(guī)范，從軟硬件層面可以分為硬件層通信協(xié)議和軟件層通信協(xié)議。

為了更加形象的理解軟硬件層面的通信協(xié)議，我們將通信比作交通，通信的硬件層協(xié)議比作各國的公路標準，各國的公路標準類似于不同的硬件層協(xié)議標準；通信的軟件層協(xié)議比作各國的交通規(guī)則，各國的交通規(guī)則類似于不同的軟件層協(xié)議標準。

圖1生動的對上述描述進行了解釋。

1. 通訊硬件層協(xié)議（解決邏輯傳輸?shù)姆绞剑?/p>

利用設(shè)備1向設(shè)備2傳輸0xA3(1010 0011)這樣一組數(shù)據(jù)，從硬件層面將1010 0011這組數(shù)據(jù)定義為1為高電平，0為低電平，我們就可以通過改變傳輸線電平的高低實現(xiàn)這組數(shù)據(jù)的順利傳輸。

為了對這種硬件層面的數(shù)據(jù)傳輸形式進行規(guī)范定義便有了硬件通信接口協(xié)議，入RS-232、RS-485、CAN總線等。

下節(jié)講解的MODBUS通信協(xié)議是基于RS-485信號傳輸方式，以MCU作為信號發(fā)送設(shè)備，MCU的GPIO引腳輸出的是TTL電平（設(shè)邏輯0：0V；邏輯1：5V），RS-485硬件協(xié)議則是將其TTL電平轉(zhuǎn)換成差分信號，通過通訊轉(zhuǎn)換器將一個GPIO引腳的TTL電平轉(zhuǎn)變成兩根根線上的信號A/B，也稱之為差分信號。

當(dāng)TTL電平為0時，使得VB>VA，當(dāng)TTL電平為1時，使得VB

RS-485通信為半雙工通信，意思是MCU1和MCU2可以互相發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，但有一點應(yīng)注意，由于RS-485只有一對差分信號線A/B故對于MCU1來說發(fā)送和接受數(shù)據(jù)不能同時進行。故在MCU1要順利實現(xiàn)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)則需要在軟件層面上指定通信協(xié)議。

2. 通訊軟件層協(xié)議（解決邏輯傳輸?shù)哪康模?/p>

2.1主從通信模式

(1) 為實現(xiàn)半雙工通信需要引入主從通信模式這個概念，即指定通信雙方一方為主機，其余為從機；

(2) 規(guī)定系統(tǒng)中所有從機不可主動把數(shù)據(jù)發(fā)送到主機；

(3) 系統(tǒng)中主機和所有從機上電后都處于接收狀態(tài)；

(4) 任何一次的數(shù)據(jù)交換都由主機發(fā)起。

對于主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)控制從機或主機查詢從機返回的數(shù)據(jù)都應(yīng)由主機發(fā)起。

當(dāng)主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)控制從機時，主機應(yīng)當(dāng)處于發(fā)送狀態(tài)；當(dāng)主機查詢從機返回的數(shù)據(jù)，首先應(yīng)按照預(yù)先約定的格式發(fā)送一組尋址數(shù)據(jù)幀。

總結(jié)來說主機找從機第一個目的是向從機發(fā)送數(shù)據(jù)，第二個目的是主機找到從及后將從機的數(shù)據(jù)發(fā)送到主機。

即在硬件通信層確保數(shù)據(jù)能夠傳輸和接收的前提下，再利用軟件層來約束傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形式和傳輸規(guī)則。

最簡單的一種主機控制從機可以見圖4，但這種隨意的約定格式通用適配性差，因此需要一款統(tǒng)用的軟件層通信協(xié)議來對所需功能進行規(guī)定。

原文：https://blog.csdn.net/Roger_717/article/details/105781467

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審核編輯 ：李倩