CN117081882A - 一种ModBus通讯系统 - Google Patents

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CN117081882A CN202311277688.3A CN202311277688A CN117081882A CN 117081882 A CN117081882 A CN 117081882A CN 202311277688 A CN202311277688 A CN 202311277688A CN 117081882 A CN117081882 A CN 117081882A
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Abstract

本申请涉及串口通信的领域，公开了一种ModBus通讯系统，其包括信号处理单元和从站选择单元，信号处理单元用于接收主设备发出的数据指令、通讯指令和地址指令，并将通讯指令转换为通讯信号，将地址指令转换为地址信号，从站选择单元基于地址信号选择对应的从设备，基于通讯信号将第主设备与对应的从设备建立通信连接。本申请通过建立起主设备和被指定的从设备之间的一对一通讯，使得通信带宽和从站的处理资源都能更高效地利用，且在出现问题时更容易隔离故障查询到故障从设备，对故障从设备进行诊断和测试，以准确地确定问题的原因，提高了维修的效率和准确性。

Description

一种ModBus通讯系统
技术领域
本申请涉及串口通信的领域，尤其是涉及一种ModBus通讯系统。
背景技术
ModBus通讯指的是使用ModBus协议进行的数据通讯。ModBus是一种串行通讯协议，主要用于连接工业设备。具体地，ModBus协议为设备之间的通讯提供了一个共同的“语言”。在ModBus系统中，通常存在一个主设备(主站)和多个从设备(从站)。主设备通常是控制中心，如计算机或可编程逻辑控制器(PLC)，而从设备是需要被控制或被读取的设备，如传感器、执行器等。现有技术，为了区分和控制多个从设备，为每个从设备都分配一个独特的站号。当主设备需要与一个特定的从设备通讯时，它会使用这个站号来指定目标设备。在工业自动化领域，ModBus协议因其简单、稳定而广受欢迎。设备制造商通常会在其设备中集成ModBus支持，以确保其设备可以轻松地与其他设备或系统集成。
现有的ModBus通讯给每个从站均配置有独立的站号，当主站发出的数据指令需要所有从站执行时，主站会在数据中指定所有从站的执行，所有从站都会接收到并执行该指令。当主站发出的数据指令指定从站执行时，主站会在数据指令中指定从站的站号，每个从站都会接收到主站发出的数据指令，只有被指定的从站会执行该指令，其他从站忽略该指令。
当从站数量较多，主站发出的数据指令需要指定从站执行时，可能会造成通讯干扰，若出现通讯故障，也会增加故障定位的难度和维修时间。
发明内容
为了改善上述问题，本申请提供一种ModBus通讯系统。
本申请提供的一种ModBus通讯系统，采用如下的技术方案：
一种ModBus通讯系统，用于建立主设备和多个从设备之间的通信连接，包括：信号处理单元和从站选择单元，所述信号处理单元包括第一传输端、第二传输组件和第三传输组件，所述从站选择单元包括第一连接组件、多个第二连接组件以及第三连接组件；
所述第一传输端与所述主设备连接，所述第二传输组件用于与所述第一连接组件连接，所述第三传输组件与所述第三连接组件连接，所述第二连接组件与所述从设备连接，所述第二连接组件与所述从设备一一对应；
所述信号处理单元接收所述主设备发出的数据指令、通讯指令和地址指令，并将所述通讯指令转换为通讯信号，将所述地址指令转换为地址信号，所述第一连接组件用于接收所述通讯信号和所述地址信号，所述第三连接组件用于接收所述数据指令，所述从站选择单元基于地址信号选择对应的第二连接组件，基于所述通讯信号将所述第三连接组件和对应的所述第二连接组件导通，以使所述主设备与对应的所述从设备建立通信连接。
通过采用上述技术方案，当主设备指定从设备响应数据指令时，主设备会将指定从设备响应的通讯指令和被指定的从设备的地址指令发送给信号处理单元，信号处理单元将通讯指令转换为通讯信号，地址指令转换为地址信号，当从站选择单元接收到指定从设备响应的通讯信号和对应从设备的地址信号后选择与对应地址的从设备相连接的第二连接组件，将第三连接组件和第二连接组件导通，如此，能够建立起主设备和被指定的从设备的一对一通讯，主设备发送的数据指令不会被其他从设备接收。
综上，指定从设备响应时，只有被指定的从站会接收和响应指令，而其他从站会不会接收到数据指令，意味着通信带宽和从站的处理资源都更高效地利用，不必浪费资源来处理不相关的指令。在从站数量较多时，可以减少资源占用，提高系统的容错性，降低网络的负荷。且，本申请中主设备可以选择性地与特定的从设备一通信，这使得在出现问题时更容易隔离故障的从设备，执行诊断和测试，并能更准确地确定问题的原因，提高了维修的效率和准确性。
所述通讯信号为数字信号，所述通讯信号包括第一通讯信号和第二通讯信号。
通过采用上述技术方案，设置第一通讯信号和第二通讯信号可以用于表示不同的通信信号，以控制从站选择单元的数据传输通路是否导通，提高通信效率。
所述第二传输组件包括第一通讯信号发送端、第二通讯信号发送端和地址信号发送端，所述第一通讯信号发送端用于发送第一通讯信号，所述第二通讯信号发送端用于发送第二通讯信号，所述地址信号发送端用于发送地址信号；所述第一连接组件包括第一通讯信号接收端、第二通讯信号接收端以及地址信号接收端，所述第一通讯信号接收端和所述第一通讯信号发送端连接，所述第二通讯信号接收端与所述第二通讯信号发送端连接，所述地址信号接收端与所述地址信号发送端连接用于接收所述地址信号。
通过采用上述技术方案，信号处理单元和从站选择单元能够协调和控制主设备与多个从设备之间的通讯，以确保通讯期间不发生冲突和干扰。
所述第三传输组件包括数据发送端和数据反馈端，所述数据发送端用于发送所述主设备发出的数据指令，所述数据反馈端用于接收所述从设备反馈的响应数据，所述第三连接组件包括第一数据传输端和第二数据传输端，所述第一数据传输端和所述数据发送端连接，所述第二数据传输端和所述数据反馈端连接，所述第一数据传输端用于将所述主设备发出的数据指令发送给对应的所述从设备，所述第二数据传输端用于将所述从设备发出的响应数据发送给所述主设备。
通过采用上述技术方案，主设备和从设备进行一对一通信时，允许主设备与从设备之间进行双向通信，主设备可以向从设备发送数据指令，从而控制从设备，从设备可以将执行结果或在状态信息传递会主设备，以便主设备能够监控从设备。
示例性地，所述从站选择单元包括第一多路选择器、第二多路选择器、第三多路选择器和第四多路选择器，所述第一多路选择器、第二多路选择器、第三多路选择器和第四多路选择器均包括第一控制端、信号输入端和主双向端口；
所述第一多路选择器的第一控制端连接与所述第二多路选择器的第一控制端连接，形成所述第一通讯信号接收端，所述第三多路选择器的第一控制端连接与所述第四多路选择器的第一控制端连接，形成所述第二通讯信号接收端；
所述第一多路选择器的主双向端口与所述第三多路选择器的主双向端口连接，形成所述第一数据传输端，所述第二多路选择器的主双向端口与所述第四多路选择器的主双向端口连接，形成所述第二数据传输端；
所述第一多路选择器的信号输入端与所述第二多路选择器的信号输入端连接，所述第二多路选择器的信号输入端和所述第三多路选择器的信号输入端连接，所述第三多路选择器的信号输入端和所述第四多路选择器的信号输入端连接，以形成所述地址信号接收端。
示例性地，所述第一多路选择器、第二多路选择器、第三多路选择器和第四多路选择器均包括多个从双向端口，所述第一多路选择器和所述第二多路选择器的从双向端口一一对应，所述第三多路选择器和所述第四多路选择器的从双向端口一一对应；
每个所述第二连接组件均包括发送连接端和反馈连接端，所述第一多路选择器的从双向端口和所述第三多路选择器的从双向端口均用于形成所述发送连接端，所述第二多路选择器的从双向端口和所述第四多路选择器的从双向端口均用于形成所述反馈连接端，相对应的所述第一多路选择器的从双向端口和所述第二多路选择器的从双向端口形成一个所述第二连接组件，相对应的所述第三多路选择器的从双向端口和所述第四多路选择器的从双向端口形成一个所述第二连接组件。
通过采用上述技术方案，相对应的第一多路选择器的从双向端口和第二多路选择器的双向端口与同一个从设备连接，相对应的第三多路选择器的从双向端口和第四多路选择器的双向端口与同一个设备连接。通讯信号包括第一通讯信号和第二通讯信号，当主设备指定的从设备是与第一多路选择器以及与第二多路选择器连接的时，第一通讯信号为低电平，第二通讯信号为高电平，第一多路选择器接收主设备发送的数据指令，并将该数据指令发送给被指定的从设备，第二多路选择器接收从设备发送的响应数据，并将该响应数据发送给主设备。当主设备指定的从设备是与第三多路选择器以及与第四多路选择器连接的时，第一通讯信号为高电平，第二通讯信号为低电平，第三多路选择器接收主设备发送的数据指令，并将该数据指令发送给被指定的从设备，第四多路选择器接收从设备发送的响应数据，并将该响应数据发送给主设备。
示例性地，所述第一多路选择器、第二多路选择器、第三多路选择器和第四多路选择器的所述信号输入端均包括多个数字信号通路，每个所述信号输入端的所述数字信号通路的数量均为N，所述第一多路选择器、第二多路选择器、第三多路选择器和第四多路选择器的所述从双向端口的数量均为2N。
通过采用上述技术方案，当从设备的数量增加时，通过添加信号输入端的数字信号通路的数量便可以控制更多的从设备，提高了系统的可扩展性。
示例性地，还包括总线控制单元，所述总线控制单元包括第一信号接收端、第二信号接收端、多个数据接收端和多个第一发送端，所述第一信号接收端与所述第一通讯信号发送端连接，用于接收所述第一通讯信号，所述第二信号接收端与所述第二信号发送端连接，用于接收所述第二通信信号，多个所述数据接收端均与所述数据发送端连接以接收所述主设备发出的所述数据指令，所述第一发送端与所述从设备连接，所述数据接收端与所述第一发送端一一对应，所述第一发送端与所述从设备一一对应；
所述总线控制单元基于所述第一通讯信号和所述第二通讯信号，将每个所述数据接收端和对应的所述第一发送端导通，以使所述主设备与所有的从设备建立通信。
通过采用上述技术方案，当主设备需要给所有的从设备发送数据指令时，第一通讯信号和第二通讯信号均为高电平信号，此时每个所述数据接收端和对应的所述第一发送端均导通，以使主设备与所有的从设备建立通信。
示例性地，所述总线控制单元包括逻辑门电路、第一三态门电路和第二三态门电路，所述逻辑门电路包括第一与非门、第二与非门、第三与非门和第四与非门；
所述第一与非门、所述第二与非门、所述第三与非门和所述第四与非门均包括第一与非输入端、第二与非输入端和第一与非输出端，四个所述第一与非输入端连接形成所述第一信号接收端，四个所述第二与非输入端连接形成所述第二信号接收端；
所述第一三态门电路和所述第二三态门电路均包括第一三态控制端和第二三态控制端，所述第一与非门的第一与非输出端与所述第一三态门电路的第一三态控制端连接，所述第二与非门的第一与非输出端与所述第一三态门电路的第二三态控制端连接，所述第三与非门的第一与非输出端与所述第二三态门电路的第一三态控制端连接，所述第四与非门的第一与非输出端与所述第二三态门电路的第二三态控制端连接。
示例性地，所述第一三态门电路设置有所述数据接收端和所述第一发送端，所述第二三态门电路设置有所述数据接收端和所述第一发送端，所述总线控制单元的所述数据接收端的数量等于所述总线控制单元的所述第一发送端的数量，所述总线控制单元的所述第一发送端的数量与所述从站选择单元的所述第二连接组件的数量相等，所述第二连接组件的数量为M，所述第一三态门电路的所述数据接收端和所述第一发送端数量均为M/2,所述第二三态门电路的所述数据接收端和所述第一发送端数量均为M/2。
通过采用上述技术方案，当逻辑门电路接收到的第一通讯信号和第二通讯信号均为高电平信号时，第一与非输出端、第二与非输出端、第三与非输出端和第四与非输出端均输出低电平信号，此时第一三态门电路的每个数据接收端和对应的第一发送端均导通，第二三态门电路的数据接收端和对应的第一发送端均导通。当逻辑门电路接收到的第一通讯信号和第二通讯信号不是均为高电平信号时，第一与非输出端、第二与非输出端、第三与非输出端和第四与非输出端均输出高电平信号，此时第一三态门电路的每个数据接收端和对应的第一发送端均不导通，第二三态门电路的每个数据接收端和对应的第一发送端均不导通。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过信号处理单元将通讯指令转换为通讯信号，地址指令转换为地址信号，当从设备选择单元接收到指定从设备响应的通讯信号和对应从设备的地址信号后选择与对应地址的从设备相连接的第二连接组件，将第三连接组件和第二连接组件导通，建立起主设备和被指定的从设备的一对一通讯。主设备发送的数据指令不会被其他从设备接收,能够使得通信带宽和从设备的处理资源都更高效地利用，不必浪费资源来处理不相关的指令。在从设备数量较多时，可以减少资源占用，提高系统的容错性，降低网络的负荷。
2.通过建立主设备与特定的从设备一对一通信，使得在出现问题时更容易隔离故障的从设备，执行诊断和测试，并更准确地确定问题的原因，提高了维修的效率和准确性。
附图说明
图1是一种ModBus通讯系统的结构图一。
图2是从站选择单元的电路图。
图3是一种ModBus通讯系统的结构图二。
图4是总线控制单元的电路图。
附图标记说明：
1、主设备；2、信号处理单元；21、第一传输端；22、第二传输组件；23、第三传输组件；3、从站选择单元；
31、第一连接组件；311、第一通讯信号接收端；312、第二通讯信号接收端；313、地址信号接收端；
32、第二连接组件；321、发送连接端；322、反馈连接端；
33、第三连接组件；331、第一数据传输端；332、第二数据传输端；
031、第一多路选择器；032、第二多路选择器；033、第三多路选择器；034、第四多路选择器；
4、从设备；
5、总线控制单元；51、第一信号接收端；52、第二信号接收端；53、数据接收端；54、第一发送端；55、第一与非输入端；56、第二与非输入端；57、第一与非输出端；58、第一三态控制端；59、第二三态控制端；
051、逻辑门电路；0511、第一与非门；0512、第二与非门；0513、第三与非门；0514、第四与非门；052、第一三态门电路；053、第二三态门电路。
具体实施系统以下结合附图，对本申请作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例一公开一种ModBus通讯系统。参照图1，一种ModBus通讯系统，用于建立主设备1和多个从设备4之间的通信连接，该ModBus通讯系统包括：信号处理单元2和从站选择单元3。信号处理单元2用于接收主设备1发出的数据指令、通讯指令和地址指令，并将通讯指令转换为通讯信号，将地址指令转换为地址信号。从站选择单元3用于接收通讯信号和地址信号，并基于地址信号选择对应的从设备4，基于通讯信号将主设备1发出的数据指令发送至对应的从设备4中，并接收对应的从设备4发出的响应数据。
参照图2，信号处理单元2可以通过不同的方式与从站选择单元3连接，作为示例地，信号处理单元2包括第一传输端21、第二传输组件22和第三传输组件23。从站选择单元3包括第一连接组件31、多个第二连接组件32以及第三连接组件33。第一传输端21与主设备1连接，第二传输组件22用于与第一连接组件31连接，第三传输组件23与第三连接组件33连接，第二连接组件32与从设备4连接，第二连接组件32与从设备4一一对应。
进一步地，为了能够控制多个从设备4，从站选择单元3包括第一多路选择器031、第二多路选择器032、第三多路选择器033和第四多路选择器034。第一多路选择器031和第二多路选择器032共同与一组从设备4连接，第三多路选择器033和第四多路选择器034共同与一组从设备4连接。第一多路选择器031和第三多路选择器033用于将主设备1发送的数据指令传送给对应的从设备4，第二多路选择器032和第四多路选择器034用于将对应从设备4发送的响应数据发送给主设备1。
本申请通过通讯信号选择上述多路选择器，通过地址信号选择对应的从设备4。通讯信号为数字信号，通讯信号包括第一通讯信号和第二通讯信号。第二传输组件22包括第一通讯信号发送端IINH1、第二通讯信号发送端IINH2和地址信号发送端IAddr，第一通讯信号发送端IINH1用于发送第一通讯信号，第二通讯信号发送端IINH2用于发送第二通讯信号，地址信号发送端IAddr用于发送地址信号。第一连接组件31包括第一通讯信号接收端311、第二通讯信号接收端312以及地址信号接收端313，第一通讯信号接收端311和第一通讯信号发送端IINH1连接，第二通讯信号接收端312与第二通讯信号发送端IINH2连接，地址信号接收端313与地址信号发送端IAddr连接用于接收地址信号。第三传输组件23包括数据发送端ITXD和数据反馈端IRXD，数据发送端ITXD用于发送主设备1发出的数据指令，数据反馈端IRXD用于接收从设备4反馈的响应数据。第三连接组件33包括第一数据传输端331和第二数据传输端332，第一数据传输端331和数据发送端ITXD连接，第二数据传输端332和数据反馈端IRXD连接，第一数据传输端331用于将主设备1发出的数据指令发送给对应的从设备4，第二数据传输端332用于将从设备4发出的响应数据发送给主设备1。
具体地，第一多路选择器031、第二多路选择器032、第三多路选择器033和第四多路选择器034均包括第一控制端、信号输入端、主双向端口和多个从双向端口。第一多路选择器031的第一控制端连接与第二多路选择器032的第一控制端连接，形成第一通讯信号接收端311。第三多路选择器033的第一控制端连接与第四多路选择器034的第一控制端连接，形成第二通讯信号接收端312。第一多路选择器031的主双向端口与第三多路选择器033的主双向端口连接，形成第一数据传输端331。第二多路选择器032的主双向端口与第四多路选择器034的主双向端口连接，形成第二数据传输端332。第一多路选择器031的信号输入端与第二多路选择器032的信号输入端连接，第三多路选择器033的信号输入端和第一多路选择器031的信号输入端连接，第四多路选择器034的信号输入端和第三多路选择器033的信号输入端连接，以形成地址信号接收端313。第一多路选择器031和第二多路选择器032的从双向端口一一对应，第三多路选择器033和第四多路选择器034的从双向端口一一对应。每个第二连接组件32均包括发送连接端321和反馈连接端322，第一多路选择器031的从双向端口和第三多路选择器033的从双向端口均用于形成发送连接端321，第二多路选择器032的从双向端口和第四多路选择器034的从双向端口均用于形成反馈连接端322，相对应的第一多路选择器031的从双向端口和第二多路选择器032的从双向端口形成一个第二连接组件32，相对应的第三多路选择器033的从双向端口和第四多路选择器034的从双向端口形成一个第二连接组件32。
进一步地，第一多路选择器031、第二多路选择器032、第三多路选择器033和第四多路选择器034的信号输入端均包括多个数字信号通路，每个信号输入端的数字信号通路的数量均为N，第一多路选择器031、第二多路选择器032、第三多路选择器033和第四多路选择器034的从双向端口的数量均为2^N。
在本申请实施例中，每个信号输入端的数字信号通路的数量为3,第一多路选择器031、第二多路选择器032、第三多路选择器033和第四多路选择器034均选用74HCT4051选择器，74HCT4051的Z端口为主双向端口,S0-S3端口为三个数字信号通路，形成信号输入端，E端口为第一控制端，Y0-Y7为八个从双向端口。
在本申请实施例中，第一通讯信号和第二通讯信号均为高电平时，四个多路选择器均不会导通。第一通讯信号为低电平，第二通讯信号为高电平时，第一多路选择器031和第二多路选择器032能够导通，并通过地址信号将主设备1与指定从设备4导通，以使得第一多路选择器031将主设备1发送的数据指令发送给被指定的从设备4中，第二多路选择器032接收从设备4发送的响应数据，并将该响应数据发送给主设备1。具体地，地址信号为000、001、010、011、100、101、110、111分别对应Y0-Y7八个双向端口的地址。即当第一多选择器和第二多路选择器032能够被导通时，地址信号为000时，则说明主设备1指定与Y0端口连接的从设备4执行数据指令，此时，第一多路选择器031的Z端口和Y0端口导通，第二多路选择器032的Z端口和Y0端口导通。第一通讯信号为高电平，第二通讯信号为低电平，第三多路选择器033接收主设备1发送的数据指令，并将该数据指令发送给被指定的从设备4，第四多路选择器034接收从设备4发送的响应数据，并将该响应数据发送给主设备1。具体选择哪个指定的从双向端口与主双向端口导通由地址信号决定。
参照图3，本申请实施例二公开一种ModBus通讯系统，与本申请实施例一公开的ModBus通讯系统区别在于，本申请实施例二公开的通讯系统还包括总线控制单元5，总线控制单元5基于第一通讯信号和第二通讯信号使得主设备1与所有的从设备4建立通信。
参照图4，总线控制单元5包括第一信号接收端51、第二信号接收端52、多个数据接收端53和多个第一发送端54，第一信号接收端51与第一通讯信号发送端IINH1连接，用于接收第一通讯信号，第二信号接收端52与第二信号发送端连接，用于接收第二通信信号，多个数据接收端53均与数据发送端ITXD连接以接收主设备1发出的数据指令，第一发送端54与从设备4连接，数据接收端53与第一发送端54一一对应，第一发送端54与从设备4一一对应。
在本申请实施例中，总线控制单元5包括逻辑门电路051、第一三态门电路052和第二三态门电路053，逻辑门电路051包括第一与非门0511、第二与非门0512、第三与非门0513和第四与非门0514。第一与非门0511、第二与非门0512、第三与非门0513和第四与非门0514均包括第一与非输入端55、第二与非输入端56和第一与非输出端57，四个第一与非输入端55连接形成第一信号接收端51，四个第二与非输入端56连接形成第二信号接收端52。第一三态门电路052和第二三态门电路053均包括第一三态控制端58和第二三态控制端59，第一与非门0511的第一与非输出端57与第一三态门电路052的第一三态控制端58连接，第二与非门0512的第一与非输出端57与第一三态门电路052的第二三态控制端59连接，第三与非门0513的第一与非输出端57与第二三态门电路053的第一三态控制端58连接，第四与非门0514的第一与非输出端57与第二三态门电路053的第二三态控制端59连接。
第一通讯信号和第二通讯信号均为高电平信号时，上述与非门的第一与非输出端57均输出低电平信号，当第一三态门电路052的第一三态控制端58和第二三态控制端59均接收到低电平信号时，第一三态门电路052的每个数据接收端53均和对应的第一发送端54导通，当第二三态门电路053的第一三态控制端58和第二三态控制端59均接收到低电平信号时，第二三态门电路053的每个数据接收端53均和对应的第一发送端54导通，此时，主设备1与所有的从设备4建立通信。
进一步地，总线控制单元5控制的从设备4的数量和从站选择单元3控制的从设备4的数量相等，当从站选择单元3控制的第二连接组件32的数量为M时，则意味着从站选择单元3控制M个从设备4，则总线控制单元5的第一三态门电路052的数据接收端53和第一发送端54数量均为M/2,第二三态门电路053的数据接收端53和第一发送端54数量均为M/2。具体地，在本申请实施例中，第一多路选择器031和第二多路选择器032共同控制8个从设备4，第三多路选择器033和第四多路选择器034共同控制8个从设备4，则从站选择单元3控制16个从设备4，则总线控制单元5第一三态门电路052和第二态门电路各控制8个从设备4。
本申请实施例二中，第一三态门电路052和第二三太门电路均为SN74HCT244NSR三态门，1A1-1A4端口和2A1-2A4端口为数据接收端53，1Y1-1Y4端口和2Y1-2Y4端口为第一发送端54，1OE端口为第一三态控制端58和2OE端口为第二三态控制端59。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种ModBus通讯系统，其特征在于，所述ModBus通讯系统用于建立主设备(1)和多个从设备(4)之间的通信连接，包括：信号处理单元(2)和从站选择单元(3)，所述信号处理单元(2)包括第一传输端(21)、第二传输组件(22)和第三传输组件(23)，所述从站选择单元(3)包括第一连接组件(31)、多个第二连接组件(32)以及第三连接组件(33)；
所述第一传输端(21)与所述主设备(1)连接，所述第二传输组件(22)用于与所述第一连接组件(31)连接，所述第三传输组件(23)与所述第三连接组件(33)连接，所述第二连接组件(32)与所述从设备(4)连接，所述第二连接组件(32)与所述从设备(4)一一对应；
所述信号处理单元(2)接收所述主设备(1)发出的数据指令、通讯指令和地址指令，并将所述通讯指令转换为通讯信号，将所述地址指令转换为地址信号，所述第一连接组件(31)用于接收所述通讯信号和所述地址信号，所述第三连接组件(33)用于接收所述数据指令，所述从站选择单元(3)基于地址信号选择对应的第二连接组件(32)，基于所述通讯信号将所述第三连接组件(33)和对应的所述第二连接组件(32)导通，以使所述主设备(1)与对应的所述从设备(4)建立通信连接。
2.根据权利要求1所述的ModBus通讯系统，其特征在于，所述通讯信号为数字信号，所述通讯信号包括第一通讯信号和第二通讯信号。
3.根据权利要求2所述的ModBus通讯系统，其特征在于，所述第二传输组件(22)包括第一通讯信号发送端IINH1、第二通讯信号发送端IINH2和地址信号发送端IAddr，所述第一通讯信号发送端IINH1用于发送第一通讯信号，所述第二通讯信号发送端IINH2用于发送第二通讯信号，所述地址信号发送端IAddr用于发送地址信号；
所述第一连接组件(31)包括第一通讯信号接收端(311)、第二通讯信号接收端(312)以及地址信号接收端(313)，所述第一通讯信号接收端(311)和所述第一通讯信号发送端IINH1连接，所述第二通讯信号接收端(312)与所述第二通讯信号发送端IINH2连接，所述地址信号接收端(313)与所述地址信号发送端IAddr连接用于接收所述地址信号。
4.根据权利要求3所述的ModBus通讯系统，其特征在于，所述第三传输组件(23)包括数据发送端ITXD和数据反馈端IRXD，所述数据发送端ITXD用于发送所述主设备(1)发出的数据指令，所述数据反馈端IRXD用于接收所述从设备(4)反馈的响应数据，所述第三连接组件(33)包括第一数据传输端(331)和第二数据传输端(332)，所述第一数据传输端(331)和所述数据发送端ITXD连接，所述第二数据传输端(332)和所述数据反馈端IRXD连接，所述第一数据传输端(331)用于将所述主设备(1)发出的数据指令发送给对应的所述从设备(4)，所述第二数据传输端(332)用于将所述从设备(4)发出的响应数据发送给所述主设备(1)。
5.根据权利要求4所述的ModBus通讯系统，其特征在于，所述从站选择单元(3)包括第一多路选择器(031)、第二多路选择器(032)、第三多路选择器(033)和第四多路选择器(034)，所述第一多路选择器(031)、第二多路选择器(032)、第三多路选择器(033)和第四多路选择器(034)均包括第一控制端、信号输入端和主双向端口；
所述第一多路选择器(031)的第一控制端连接与所述第二多路选择器(032)的第一控制端连接，形成所述第一通讯信号接收端(311)，所述第三多路选择器(033)的第一控制端连接与所述第四多路选择器(034)的第一控制端连接，形成所述第二通讯信号接收端(312)；
所述第一多路选择器(031)的主双向端口与所述第三多路选择器(033)的主双向端口连接，形成所述第一数据传输端(331)，所述第二多路选择器(032)的主双向端口与所述第四多路选择器(034)的主双向端口连接，形成所述第二数据传输端(332)；
所述第一多路选择器(031)的信号输入端与所述第二多路选择器(032)的信号输入端连接，所述第三多路选择器(033)的信号输入端和所述第一多路选择器(031)的信号输入端连接，所述第四多路选择器(034)的信号输入端和所述第三多路选择器(033)的信号输入端连接，以形成所述地址信号接收端(313)。
6.根据权利要求5所述的ModBus通讯系统，其特征在于，所述第一多路选择器(031)、第二多路选择器(032)、第三多路选择器(033)和第四多路选择器(034)均包括多个从双向端口，所述第一多路选择器(031)和所述第二多路选择器(032)的从双向端口一一对应，所述第三多路选择器(033)和所述第四多路选择器(034)的从双向端口一一对应；
每个所述第二连接组件(32)均包括发送连接端(321)和反馈连接端(322)，所述第一多路选择器(031)的从双向端口和所述第三多路选择器(033)的从双向端口均用于形成所述发送连接端(321)，所述第二多路选择器(032)的从双向端口和所述第四多路选择器(034)的从双向端口均用于形成所述反馈连接端(322)，相对应的所述第一多路选择器(031)的从双向端口和所述第二多路选择器(032)的从双向端口形成一个所述第二连接组件(32)，相对应的所述第三多路选择器(033)的从双向端口和所述第四多路选择器(034)的从双向端口形成一个所述第二连接组件(32)。
7.根据权利要求5所述的ModBus通讯系统，其特征在于，所述第一多路选择器(031)、第二多路选择器(032)、第三多路选择器(033)和第四多路选择器(034)的所述信号输入端均包括多个数字信号通路，每个所述信号输入端的所述数字信号通路的数量均为N，所述第一多路选择器(031)、第二多路选择器(032)、第三多路选择器(033)和第四多路选择器(034)的所述从双向端口的数量均为2^N。
8.根据权利要求3所述的ModBus通讯系统，其特征在于，还包括总线控制单元(5)，所述总线控制单元(5)包括第一信号接收端(51)、第二信号接收端(52)、多个数据接收端(53)和多个第一发送端(54)，所述第一信号接收端(51)与所述第一通讯信号发送端IINH1连接，用于接收所述第一通讯信号，所述第二信号接收端(52)与所述第二信号发送端连接，用于接收所述第二通信信号，多个所述数据接收端(53)均与所述数据发送端ITXD连接以接收所述主设备(1)发出的所述数据指令，所述第一发送端(54)与所述从设备(4)连接，所述数据接收端(53)与所述第一发送端(54)一一对应，所述第一发送端(54)与所述从设备(4)一一对应；
所述总线控制单元(5)基于所述第一通讯信号和所述第二通讯信号，将每个所述数据接收端(53)和对应的所述第一发送端(54)导通，以使所述主设备(1)与所有的从设备(4)建立通信。
9.根据权利要求8所述的ModBus通讯系统，其特征在于，所述总线控制单元(5)包括逻辑门电路(051)、第一三态门电路(052)和第二三态门电路(053)，所述逻辑门电路(051)包括第一与非门(0511)、第二与非门(0512)、第三与非门(0513)和第四与非门(0514)；
所述第一与非门(0511)、所述第二与非门(0512)、所述第三与非门(0513)和所述第四与非门(0514)均包括第一与非输入端(55)、第二与非输入端(56)和第一与非输出端(57)，四个所述第一与非输入端(55)连接形成所述第一信号接收端(51)，四个所述第二与非输入端(56)连接形成所述第二信号接收端(52)；
所述第一三态门电路(052)和所述第二三态门电路(053)均包括第一三态控制端(58)和第二三态控制端(59)，所述第一与非门(0511)的第一与非输出端(57)与所述第一三态门电路(052)的第一三态控制端(58)连接，所述第二与非门(0512)的第一与非输出端(57)与所述第一三态门电路(052)的第二三态控制端(59)连接，所述第三与非门(0513)的第一与非输出端(57)与所述第二三态门电路(053)的第一三态控制端(58)连接，所述第四与非门(0514)的第一与非输出端(57)与所述第二三态门电路(053)的第二三态控制端(59)连接。
10.根据权利要求9所述的ModBus通讯系统，其特征在于，所述第一三态门电路(052)设置有所述数据接收端(53)和所述第一发送端(54)，所述第二三态门电路(053)设置有所述数据接收端(53)和所述第一发送端(54)，所述总线控制单元(5)的所述数据接收端(53)的数量等于所述总线控制单元(5)的所述第一发送端(54)的数量，所述总线控制单元(5)的所述第一发送端(54)的数量与所述从站选择单元(3)的所述第二连接组件(32)的数量相等，所述第二连接组件(32)的数量为M，所述第一三态门电路(052)的所述数据接收端(53)和所述第一发送端(54)数量均为M/2,所述第二三态门电路(053)的所述数据接收端(53)和所述第一发送端(54)数量均为M/2。
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