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RS485 通信
单总线协议的通讯过程是怎样的呢？
Modbus通信和RS485通信有哪些不同之处呢？
回帖（1）
2022-1-18 15:13:31
智能楼宇项目总结
模块
节点板(STM32F103R8T6)：DHT11、MQ2、MQ135、热释电、光敏电阻、0.96oled、外部flash模块。
中控板(STM32F407ZET6)：ESP8266、3.5寸TFTLCD屏、外部flash模块。
重要技术
RS485通信、MQTT通信协议、Modbus通信协议、GUI界面设计、SPI协议、单总线协议（1-wire）。
相关介绍（节点板一些相关的资料）
单总线协议（1-wire）：
微处理器与 DHT11之间的通讯采用单总线通信,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数
部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:
一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
数据格式:
8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据
+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据
+8bit校验和
数据传送正确时校验和数据等于
“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”
所得结果的末8位。
通讯过程：
流程如下
产生起始信号（空闲的时候要把总线拉高）：
1）总线空闲状态为“高电平”,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。之后需要把总线变为空闲状态，让DHT11可以通知你。（电平的跳变通知DHT11，给DHT11一定的反应时间让它知道你要和它通信了）
2）DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us“低电平响应信号”。（DHT11知道你要和它通信，它告诉你它收到你的请求，可以和你通信了）
3）主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号（你接收它告诉你的消息，看它是否可以和你通信（总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常），并等待它就绪）
4）等待DHT11释放总线（释放之后你就可以给它发消息了,DHT11发送响应信号后,再把总线
拉高80us,准备发送数据）
主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。
发送数据:
1)每一bit数据都以50us低电平时隙开始
2)高电平的长短定了数据位是0还是1.
3)当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。
格式见下面图示.
数字0信号表示方法:
数字1信号表示方法:
RS485通信
Modbus和RS485在两个板之间都需要
RS485:
RS485多用于长距离传输的应用场景，大多数是在工业场景中，RS485电平逻辑采用差分电平，即传输数据至少需要两根信号线，根据两根信号线电压的差值来确定电平逻辑，发送端电平：
>+2V ~ +6V 代表逻辑1
<-2V ~ -6V 代表逻辑0
其他 无意义
接收端电平：
> +200mv 代表逻辑1
< -200mv 代表逻辑0
其他 无意义
RS485是半双工通信（485通信时用两根线进项通信，两根线的压差表示信号为高电平还是低电平，所以485为半双工通信，用两个线的压差来表示的0/1，其抗干扰能力会变强(差分信号抗干扰能力强)）
TTL电平（数电有介绍）:
目前我们熟知的单片机基本上都是使用的TTL电平的信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的通信标准。
电平标准为:
输出：
大于2.4V 代表逻辑1
小于0.4V 代表逻辑0
输入：
小于0.8V 代表逻辑0
大于2V 代表逻辑1
其他 无意义
TTL电平输入脚悬空时是内部认为是高电平。要下拉的话应用1k以下电阻下拉。
TTL电平无法进行长距离传输，抗干扰能力弱，信号衰减较大。
TTL电平为逻辑电平而设计，基本用于板级通信，单片机基本上都使用TTL信号系统。
本项目选择RS485通信愿意之一就是为了增强抗干扰能力。
ModBus（简述）：
MODBUS 是 OSI 模型第 7 层上的应用层报文传输协议。
ModBus大致分为以下几种:
Modbus-RTU 本项目用的时这个协议（需要crc校验）
Modbus-ASCII
Modbus-TCP
modbus帧结构
帧结构 = 地址 + 功能码+ 数据 + 校验
地址: 占用一个字节，范围0-255，其中有效范围是1-247，其他有特殊用途，比如255是广播地址(广播地址就是应答所有地址，正常的需要两个设备的地址一样才能进行查询和回复)。
功能码：占用一个字节，功能码的意义就是，告诉从机主机想干啥
数据：它因不同的功能码及不同的从机而不同。数据区可以是实际数据、状态值、参考地址、数据长度等等。
校验：为了保证数据不错误，增加这个，然后再把前面的数据进行计算看数据是否一致，如果一致，就说明这帧数据是正确的，我再回复；如果不一样，说明你这个数据在传输的时候出了问题，数据不对的，所以就抛弃了。
其他模块
MQ2、MQ135、光敏电阻用的是ADC模数转换。此处会用到DMA。
热释电通过一系列威廉希尔官方网站
将信号转换为0/1来判断是否有人。
oled通信方式有6800、 8080 两种并行通信、SPI 、IIC 通信，这里选用的是SPI通信。
外部flash（W25Q64）:选用的是SPI通信，flash用来存储oled所需要的字库。
智能楼宇项目总结
模块
节点板(STM32F103R8T6)：DHT11、MQ2、MQ135、热释电、光敏电阻、0.96oled、外部flash模块。
中控板(STM32F407ZET6)：ESP8266、3.5寸TFTLCD屏、外部flash模块。
重要技术
RS485通信、MQTT通信协议、Modbus通信协议、GUI界面设计、SPI协议、单总线协议（1-wire）。
相关介绍（节点板一些相关的资料）
单总线协议（1-wire）：
微处理器与 DHT11之间的通讯采用单总线通信,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数
部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:
一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
数据格式:
8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据
+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据
+8bit校验和
数据传送正确时校验和数据等于
“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”
所得结果的末8位。
通讯过程：
流程如下
产生起始信号（空闲的时候要把总线拉高）：
1）总线空闲状态为“高电平”,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。之后需要把总线变为空闲状态，让DHT11可以通知你。（电平的跳变通知DHT11，给DHT11一定的反应时间让它知道你要和它通信了）
2）DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us“低电平响应信号”。（DHT11知道你要和它通信，它告诉你它收到你的请求，可以和你通信了）
3）主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号（你接收它告诉你的消息，看它是否可以和你通信（总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常），并等待它就绪）
4）等待DHT11释放总线（释放之后你就可以给它发消息了,DHT11发送响应信号后,再把总线
拉高80us,准备发送数据）
主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。
发送数据:
1)每一bit数据都以50us低电平时隙开始
2)高电平的长短定了数据位是0还是1.
3)当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。
格式见下面图示.
数字0信号表示方法:
数字1信号表示方法:
RS485通信
Modbus和RS485在两个板之间都需要
RS485:
RS485多用于长距离传输的应用场景，大多数是在工业场景中，RS485电平逻辑采用差分电平，即传输数据至少需要两根信号线，根据两根信号线电压的差值来确定电平逻辑，发送端电平：
>+2V ~ +6V 代表逻辑1
<-2V ~ -6V 代表逻辑0
其他 无意义
接收端电平：
> +200mv 代表逻辑1
< -200mv 代表逻辑0
其他 无意义
RS485是半双工通信（485通信时用两根线进项通信，两根线的压差表示信号为高电平还是低电平，所以485为半双工通信，用两个线的压差来表示的0/1，其抗干扰能力会变强(差分信号抗干扰能力强)）
TTL电平（数电有介绍）:
目前我们熟知的单片机基本上都是使用的TTL电平的信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的通信标准。
电平标准为:
输出：
大于2.4V 代表逻辑1
小于0.4V 代表逻辑0
输入：
小于0.8V 代表逻辑0
大于2V 代表逻辑1
其他 无意义
TTL电平输入脚悬空时是内部认为是高电平。要下拉的话应用1k以下电阻下拉。
TTL电平无法进行长距离传输，抗干扰能力弱，信号衰减较大。
TTL电平为逻辑电平而设计，基本用于板级通信，单片机基本上都使用TTL信号系统。
本项目选择RS485通信愿意之一就是为了增强抗干扰能力。
ModBus（简述）：
MODBUS 是 OSI 模型第 7 层上的应用层报文传输协议。
ModBus大致分为以下几种:
Modbus-RTU 本项目用的时这个协议（需要crc校验）
Modbus-ASCII
Modbus-TCP
modbus帧结构
帧结构 = 地址 + 功能码+ 数据 + 校验
地址: 占用一个字节，范围0-255，其中有效范围是1-247，其他有特殊用途，比如255是广播地址(广播地址就是应答所有地址，正常的需要两个设备的地址一样才能进行查询和回复)。
功能码：占用一个字节，功能码的意义就是，告诉从机主机想干啥
数据：它因不同的功能码及不同的从机而不同。数据区可以是实际数据、状态值、参考地址、数据长度等等。
校验：为了保证数据不错误，增加这个，然后再把前面的数据进行计算看数据是否一致，如果一致，就说明这帧数据是正确的，我再回复；如果不一样，说明你这个数据在传输的时候出了问题，数据不对的，所以就抛弃了。
其他模块
MQ2、MQ135、光敏电阻用的是ADC模数转换。此处会用到DMA。
热释电通过一系列威廉希尔官方网站
将信号转换为0/1来判断是否有人。
oled通信方式有6800、 8080 两种并行通信、SPI 、IIC 通信，这里选用的是SPI通信。
外部flash（W25Q64）:选用的是SPI通信，flash用来存储oled所需要的字库。
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