CN105323328A - 一种在rs—485上使用modbus通讯协议自动识别地址的方法 - Google Patents

Abstract

一种在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法，其特征为：在通讯命令中,设置广播寄存器命令FX，控制器用查询类命令发送FX到RS—485总线上，接收全部挂接在总线上的器件的总ID，从控制器接收到FX后，将器件上总ID，发送到RS—485总线上；有相同值,则按器件ID值大小排序，根据接收到的MODBUS地址，将原MODBUS地址改为主控制器设置的MODBUS地址并保存，如器件ID值不同,则不响应。本发明简单可靠，容易实施，解决了目前RS—485上存在相同的MODBUS地址时，不能工作的问题。本发明能自动设置不同MODBUS地址，保证了总线上的通讯正常。

Description

一种在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法

技术领域

本发明属于总线通讯技术，特别是涉及到一种在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法。

背景技术

在RS—485上使用MODBUS通讯协议时，一个前提是挂接在RS—485上的设备的地址（此地址以下统称为MODBUS地址）为一字节，此地址一定是唯一的，这样在RS—485总线上的设备，才能通过唯一的MODBUS地址进行识别，实现正常通讯。但在实际操作时，因各种各样的原因，造成挂接在RS—485总线上的设备有可能会出现MODBUS地址相同的情况，这样会导致整个总线通讯不正常，影响总线上器件的正常工作。本发明专利“一种在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法”正是为了解决RS—485上存在相同MODBUS地址时，自动设置不同MODBUS地址问题，保证总线上的通讯正常。

发明内容

本发明专利的目的是设计一种在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法，以便当挂接在RS—485上的设备MODBUS地址有相同时，可以识别出来，并能设置为不同，这样在总线上的器件，可以通过唯一的MODBUS地址进行识别，实现正常通讯。

本发明的目的是这样实现的：一种在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法，其特征为：在挂接在RS—485总线上产品的MODBUS通讯命令中,设置用于读设备的总ID的广播寄存器命令FX，所述的总ID为器件ID+MODBUS地址；总线上的控制器作主器件，用MODBUS协议规定的查询类命令发送FX到RS—485总线上，接收全部挂接在总线上的器件的总ID；总线上的其它器件作从控制器，接收到FX后，根据器件ID地址的大小，延时相应一段时间，再将器件上总ID，发送到RS—485总线上；总线上的控制器接收到总线上全部器件的总ID后，检测如没有相同的MODBUS地址,则不用响应，有相同值,则按器件ID值大小排序，并取不相同值器件最高MODBUS地址+1为最小设置MODBUS地址初始值,用MODBUS协议规定的设置类命令发送全部MODBUS地址相同器件的FX命令；总线上的器件接收FX后，如器件ID值相同,则响应,根据接收到的MODBUS地址，将原MODBUS地址改为主控制器设置的MODBUS地址并保存，如器件ID值不同,则不响应。

用于读设备的总ID为器件ID+MODBUS地址，最长为5个字节，其中4个字节为器件ID，器件自带，为唯一值，即所有器件只有唯一一个，另外一个字节为MODBUS地址，即挂接在RS—485总线上器件的通讯地址，器件依靠此地址进行通讯。

总线上的控制器作主器件，用MODBUS协议规定的03类命令发送FX到RS—485总线上，接收全部挂接在总线上的器件的总ID。

总线上的其它器件作从控制器，接收到FX后，根据器件ID地址的大小，延时相应一段时间，再将器件上总ID，发送到RS—485总线上，因器件ID地址不同，因此延时也不同,这样，可保证在同一时间，RS—485上只有一个发送设备，不会造成总线冲突。

总线上的控制器接收到总线上全部器件的总ID后，若有相同值,则按器件ID值大小排序，并取不相同值器件最高MODBUS地址+1为最小设置MODBUS地址初始值,用MODBUS协议规定的06类命令发送全部MODBUS地址相同器件的FX命令。

本发明的软件流程为：

（1）“控制器发送广播寄存器命令FX到485总线上”，启动检测MODBUS地址是否相同功能；

（2）“器件接收到FX命令后，延时一指定值的毫秒值(其值=本器件ID地址值乘一固定值)后，将器件上总ID，发送到RS—485总线”,按不同的器件ID，延时不同的时间，以保证在同一时间内，总线上只能有一设备在发送，保证总线的通讯正常。器件总ID=器件ID+MODBUS地址；

（3）“控制器接收总线上全部器件的总ID地址”；

（4）进入“有相同的MODBUS地址？”，没有则结束，否则直接进入下一步；

（5）进入“相同MODBUS地址按器件ID次序按从小到大排序”；

（6）进入“不相同值器件最高MODBUS地址+1为最小设置MODBUS地址初始值FMINADDR。”；

（7）进入“控制器将未发送过最低器件ID地址+FMINADDR组成对应总ID发送到485总线上”；

（8）进入“器件接收FX命令”；

（9）如器件ID地址相同，则按命令设置，如不同，则退出”；

（10）进入“MODBUS地址相同值发送完否？”如发送完，则结束，否则进入下一步纠正，继续发送；

（12）进入“FMINADDR加1”，继续发送，至结束。

采取以上措施的本发明，简单可靠，容易实施，解决了目前RS—485上存在相同的MODBUS地址时，不能工作的问题。本发明能自动设置不同MODBUS地址，保证了总线上的通讯正常。

下面再结合附图和实施例对本发明作进一步的详述。

附图说明

附图1是挂接在RS—485总线上全部器件上的总线接线图，其中一个为控制器作主控设备，主要由单片机或DSP组成，通过MODBUS协议控制除本控制器外的其它器件工作。

附图2是本发明的软件流程图，说明控制器及其它器件实现本发明功能的软件的流程，按此流程，在不同的单片机或DSP上，可编写出相应实现本发明的程序；

附图3是本发明专利实施例的控制器电路图，控制器作为主设备，主要由Microchip公司的单片机PIC16F886组成，通过MODBUS协议控制其它器件正常工作。

附图4是本发明专利实施例的器件电路图，器件作为从设备，主要由Microchip公司的单片机PIC16F886组成，通过MODBUS协议被控制器控制工作。

下面再结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

具体实施方式

本发明是为了解决RS—485上存在相同MODBUS地址时，自动设置不同MODBUS地址问题，保证总线上的通讯正常。在RS—485总线上使用MODBUS通讯协议通讯的任一个器件，均存在二个地址，一个是器件的ID地址，此ID地址，可以是器件自带，如承担通讯功能器件中的单片机，有些型号（如ARM单片机）出厂时就带有一个唯一4字节16进制ID地址，有些则可以在写程序时，直接写入唯一的ID地址,如PIC系列的单片机，在写程序时，可以直接写入一个唯一4字节16进制ID地址，在单片机中，ID地址一旦写入，则一般不会变动。另一个地址是MODBUS通讯协议规定的器件地址，即MODBUS地址，只有一个字节，是可以通过设备上的按键或其它方法修改的。本发明中所说的MODBUS通讯协议地址，就是此地址。因挂接在RS—485总线上的设备，只有1个字节MODBUS地址，而在生产时,为了检测的方便或其它原因，出厂时的设备，可能地址都是相同的，因此当用户接收到设备时，MODBUS地址相同的现象很难避免。而在安装时，因MODBUS地址只有一个字节，最多可以有256个地址，要求用户一个地址一个地址检查且不能出错，是有一定难度的。因此，设置一种方法，能自动检测出MODBUS地址相同的器件，并自动设为不同，则为用户提供了方便且保证了通讯的正常。

附图1给出了挂接在RS—485总线上全部器件上的总线接线图。参见附图1。

本发明用一个控制器作主控制器，主要由单片机或DSP组成，检测总线上的器件是否有相同的MODBUS地址，如有相同，则按程序运行，设置器件的不同MODBUS地址。总线上的控制器、总线上的器件1、总线上的器件2、总线上的器件N，形成本发明RS—485接线总图。所述的智能控制器作总线主控制控制器，其它器件1至器件N作从控制器，由主控制器通过485总线按MODBUS协议控制器件工作。

附图2给出了本发明的软件功能流程图。参考附图2。软件实现流程为：1.“控制器发送广播寄存器命令FX到485总线上”，启动检测MODBUS地址是否相同功能。2.“器件接收到FX命令后，延时一指定值的毫秒值(其值=本器件ID地址值乘一固定值)后，将器件上总ID，发送到RS—485总线”,按不同的器件ID，延时不同的时间，以保证在同一时间内，总线上只能有一设备在发送，保证总线的通讯正常。器件总ID=器件ID+MODBUS地址。3.“控制器接收总线上全部器件的总ID地址”；4.进入“有相同的MODBUS地址？”，没有则结束，否则直接进入下一步；5.进入“相同MODBUS地址按器件ID次序按从小到大排序”；6.进入“不相同值器件最高MODBUS地址+1为最小设置MODBUS地址初始值FMINADDR。”；7.进入“控制器将未发送过最低器件ID地址+FMINADDR组成对应总ID发送到485总线上”；8.进入“器件接收FX命令”；9.如器件ID地址相同，则进入“按命令设置本器件的MODBUS地址”，如不同，则退出”；10.进入“MODBUS地址相同值发送完否？”如发送完，则结束，否则进入下一步纠正，继续发送；11.进入“FMINADDR加1”，继续发送，至结束。

根据软件的流程图，按不同的单片机或DSP，即可编出实现功能的软件源程序。

附图3给出了发明专利实施例的控制器电路图。

本实施例使用的控制器为Microchip公司的PIC16F886，是8位单片机、多个IO接口，能完全满足控制要求；

本实施例使用LED显示器，是普通的高亮LED管，显示单片机的运行状态，每隔1秒亮一次，每隔1秒灭一次，显示单片机正常运行。

下面结合实施例，参考附图3，具体说明各器件的功能。

1.U2，为本实施例使用的控制器，使用Microchip公司的PIC16F886，此芯片容量及性能可满足控制器性能要求。

2.集成电路U3为RS—232控制电平转换为RS—485电平芯片，型号为SN65LBC184。

3.调试接口J1，控制器PIC16F886调试接口。

4.电源供给。使用普通桥式整流器件W1整流，并转换成直流+5V（VCC）输出供相应器件使用。

在附图3中，所有相同的标识符联接在同一点，如RUNC，有二处，一处为U2第15管脚，一个为与R4相联，控制L1（LED）亮灭，即此二点联接在一起，由控制器U2控制L1（LED）的亮与灭。

附图4给出了发明专利实施例的器件电路图。

本实施例使用的控制器为Microchip公司的PIC16F886，是8位单片机、多个IO接口，能完全满足控制要求；

本实施例使用LED显示器，是普通的高亮LED管，显示单片机的运行状态，每隔1秒亮一次，每隔1秒灭一次，显示单片机正常运行。

下面结合实施例，参考附图3，具体说明各器件的功能。

1.U2，为本实施例使用的器件中使用的控制器，为Microchip公司的PIC16F886，此芯片容量及性能可满足控制器性能要求。

2.集成电路U3为RS—232控制电平转换为RS—485电平芯片，型号为SN65LBC184。

3.调试接口J1，控制器PIC16F886调试接口。

4.电源供给。使用普通桥式整流器件W1整流，并转换成直流+5V（VCC）输出供相应器件使用。

在附图4中，所有相同的标识符联接在同一点，如RUNC，有二处，一处为U2第15管脚，一个为与R4相联，控制L1（LED）亮灭，即此二点联接在一起，由控制器U2控制L1（LED）的亮与灭。

Claims (6)

1.一种在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法，其特征为：在挂接在RS—485总线上产品的MODBUS通讯命令中,设置用于读设备的总ID的广播寄存器命令FX，所述的总ID为器件ID+MODBUS地址；总线上的控制器作主器件，用MODBUS协议规定的查询类命令发送FX到RS—485总线上，接收全部挂接在总线上的器件的总ID；总线上的其它器件作从控制器，接收到FX后，根据器件ID地址的大小，延时相应一段时间，再将器件上总ID，发送到RS—485总线上；总线上的控制器接收到总线上全部器件的总ID后，检测如没有相同的MODBUS地址,则不用响应，有相同值,则按器件ID值大小排序，并取不相同值器件最高MODBUS地址+1为最小设置MODBUS地址初始值,用MODBUS协议规定的设置类命令发送全部MODBUS地址相同器件的FX命令；总线上的器件接收FX后，如器件ID值相同,则响应,根据接收到的MODBUS地址，将原MODBUS地址改为主控制器设置的MODBUS地址并保存，如器件ID值不同,则不响应。

2.根据权利要求1所述的在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法，其特征为：用于读设备的总ID为器件ID+MODBUS地址，最长为5个字节，其中4个字节为器件ID，器件自带，为唯一值，即所有器件只有唯一一个，另外一个字节为MODBUS地址，即挂接在RS—485总线上器件的通讯地址，器件依靠此地址进行通讯。

3.根据权利要求1所述的在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法，其特征为：总线上的控制器作主器件，用MODBUS协议规定的03类命令发送FX到RS—485总线上，接收全部挂接在总线上的器件的总ID。

4.根据权利要求1所述的在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法，其特征为：总线上的其它器件作从控制器，接收到FX后，根据器件ID地址的大小，延时相应一段时间，再将器件上总ID，发送到RS—485总线上。

5.根据权利要求1所述的在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法，其特征为：总线上的控制器接收到总线上全部器件的总ID后，若有相同值,则按器件ID值大小排序，并取不相同值器件最高MODBUS地址+1为最小设置MODBUS地址初始值,用MODBUS协议规定的06类命令发送全部MODBUS地址相同器件的FX命令。

6.根据权利要求1所述的在RS—485上使用MODBUS通讯协议自动识别地址的方法，其特征为：软件流程为：

（1）“控制器发送广播寄存器命令FX到485总线上”，启动检测MODBUS地址是否相同功能；

（2）“器件接收到FX命令后，延时一指定值的毫秒值(其值=本器件ID地址值乘一固定值)后，将器件上总ID，发送到RS—485总线”,按不同的器件ID，延时不同的时间，以保证在同一时间内，总线上只能有一设备在发送，保证总线的通讯正常，器件总ID=器件ID+MODBUS地址；

（3）“控制器接收总线上全部器件的总ID地址”；

（4）进入“有相同的MODBUS地址？”，没有则结束，否则直接进入下一步；

（5）进入“相同MODBUS地址按器件ID次序按从小到大排序？”；

（6）进入“不相同值器件最高MODBUS地址+1为最小设置MODBUS地址初始值FMINADDR”；

（7）进入“控制器将未发送过最低器件ID地址+FMINADDR组成对应总ID发送到485总线上”；

（8）进入“器件接收FX命令”；

（9）如器件ID地址相同，则按命令设置，如不同，则退出”；

（10）进入“MODBUS地址相同值发送完否？”如发送完，则结束，否则进入下一步纠正，继续发送；

（11）进入“FMINADDR加1”，继续发送，至结束。