Modbus RTU Analog Output 8CH

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说明

Modbus RTU Analog Output 8CH (B)
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功能简介
特性 RS485 电流模拟量输出模块
' 无特性,不解释
' 无特性,不解释
' 无特性,不解释
' 无特性,不解释
接口 RS485

硬件说明

  • AON为模拟输出端,AGND为模拟地,输出范围为0-20mA。

Modbus-RTU-Analog-Output-8CH-B-details-2-1.jpg
特别注意:输出电流和输入电压和负载大小有关,如果输入电压不足则会导致输出电流不够。
例如:内部采样电阻为100R,如果外部负载500R,输出20mA,则电压为(100R+500R)*20mA=12V,另外需再加2V内部压降,所以输入最少需要14V才能输出20mA。

版本对比

目前模拟输出系列有两个版本,分别默认为电流输出和电压输出。

  • Modbus RTU Analog Output 8CH输出电流,范围0-20mA
  • Modbus RTU Analog Output 8CH (B)输出电压,范围0-10V

Modbus-RTU-Analog-Output-8CH-compare.jpg

硬件连接

  • 将USB TO 485和目标板通过杜邦线,将A-->A和B-->B相连,如下图所示:

Modbus-RTU-Analog-Output-8CH-hw-connected.jpg

软件测试

SSCOM串口调试助手

  • 下载SSCOM 串口调试助手并在电脑上打开,打开对应的端口号,设置波特率为9600,选择hex发送和接收。
    发送如下指令,正常情况通道1就会输出1mA电流。
01 06 00 00 03 E8 89 74

Modbus-RTU-Analog-Output-2.png

  • 如果需要发送其他命令则选择HEX发送,加检验选择ModbusCRC16校验,输入命令的前六个字节点击发送则会自动添加CRC校验码。
    例如发送如下指令,可以设置通道1输出5mA电流。
01 06 00 00 13 88

Modbus-RTU-Analog-Output-3.png

  • 更多详细的控制指令请查看请查看开发协议。

Modbus Poll软件

  • 串口软件不方便观察数据,可以选择Modbus Poll软件读取数据。下载并安装Modbus Poll软件。
  • 打开软件,选择setup->Read/Write Definition,Slave ID选择实际设备地址,Function选择16功能码,Quantity改为8通道。点击OK确认。

Modbus-RTU-Analog-Output-4.png

  • 选择Connection->Connect...,选择对应的串口,波特率为9600,八位无校验模式。点击OK连接。

Modbus-RTU-Analog-Input-3.png

  • 连接正常后则可以设置1-8通道模拟输出电流,单位uA,范围0-20000uA,即0-20mA。

Modbus-RTU-Analog-Output-5.png

程序测试

注意:RS485不可以直接接到树莓派的串口否则可能烧毁设备,需要加485电平转换,树莓派建议搭配RS485 CAN HAT模块使用,NUCLEO-F103RB和Arduino建议搭配RS485 CAN Shield模块使用

树莓派

打开树莓派终端,输入以下指令进入配置界面

sudo raspi-config
选择Interfacing Options -> Serial Port, 选择Yes打开硬件串口

然后重启树莓派:

sudo reboot

将RS485 CAN HAT模块插到树莓派,把ModBus RTU Relay模块和RS485 CAN HAT模块的A与B对应连接
如果使用的是其他的485设备,确定连线A-A,B-B即可
运行如下命令运行程序

sudo apt-get install unzip
sudo apt-get install python3-pip
pip install modbus_tk
wget https://www.waveshare.net/w/upload/4/42/Modbus_RTU_Analog_Output_Code.zip
unzip Modbus_RTU_Analog_Output_Code.zip
cd Modbus_RTU_Analog_Output_Code/Python3
sudo python3 modbus.py

程序正常运行后全部通道将输出5mA电流。

STM32

STM32的例程是基于NUCLEO-F103RB和RS485 CAN Shield模块。
找到STM32程序文件目录并打开STM32工程。注意使用前先确保电脑已经安装好keil5软件,下载将程序下载到开发板即可。
程序正常运行后全部通道将输出5mA电流。

Arduino

Arduino例程是基于NUO PLUS和RS485 CAN Shield模块。
使用Arduino IDE 打开程序,选择对应的开发板然后下载程序。
程序正常运行后全部通道将输出5mA电流。

开发协议

功能码介绍

功能码 备注
03 读取保持寄存器
06 写单个保持寄存器
10 写多个保持寄存器

寄存器地址介绍

地址(HEX) 地址存储内容 寄存器取值 权限 Modbus 功能码
4x0000
……
4x0007
道通1~通道8输出数据 数值为无符号十六进制 读/写 0x03,0x06,0x10
4x2000 串口参数 高八位为校验方式:0x00~0x02
低八位为波特率方式:0x00~0x07
读/写 0x03,0x06
4x4000 设备地址 直接存储 Modbus 地址
设备地址:0x0001-0x00FF
读/写 0x03,0x06
4x8000 软件版本 转为十进制然后小数点左移两位即表示软件版本
0x0064 = 100 = V1.00
0x03

设置单通道输出指令

发送码:01 06 00 00 03 E8 89 74

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 写单个寄存器指令
00 00 寄存器地址 0x0000 - 0x0007对应1~8通道输出数据
03 E8 设置数值 设置值为16进制,单位uA,高位在前,低位在后
0x03E8 = 1000uA,即1mA
89 74 CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

返回码: 01 06 00 00 03 E8 89 74

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 写单个寄存器指令
00 00 寄存器地址 0x0000 - 0x0007对应1~8输入通道数据类型
03 E8 设置数值 设置值为16进制,单位mV,高位在前,低位在后
0x03E8 = 1000mV,即1V
89 74 CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

示例:

[1号地址设备]

设置 1通道输出1mA : 01 06 00 00 03 E8 89 74
读取 2通道输出5mA : 01 06 00 01 13 88 D5 5C

设置多通道输出指令

发送码:01 10 00 00 00 08 10 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 3C 05

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
10 写多寄存器指令
00 00 寄存器起始地址 0x0000 - 0x0007对应1~8输出通道
00 08 寄存器数量 设置寄存器数量,最多8个通道
10 字节数量 设置输出字节数
03 E8
……
03 E8
指令 第 1 通道模拟量输出
……
第 8 通道模拟量输出
设置值为16进制,单位uA,高位在前,低位在后
0x03E8 = 1000uA,即1mA
3C 05 CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

返回码: 01 10 00 00 00 08 C1 CF

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
10 写多寄存器指令
00 00 寄存器起始地址 0x0000 - 0x0007对应1~8输出通道
00 08 寄存器数量 设置寄存器数量,最多8个通道
C1 CF CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

示例:

[1号地址设备]

设置1-8通道输出1mA : 01 10 00 00 00 08 10 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 3C 05
设置3-5通道输出2mA : 01 10 00 02 00 03 06 07 D0 07 D0 07 D0 84 0E

读取通道输出指令

发送码:01 03 00 00 00 08 44 0C

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读取保持寄存器
00 00 寄存器起始地址 0x0000 - 0x0007对应1~8输入通道
00 08 寄存器数量 读取寄存器数量,最多8个通道
44 0C CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:01 03 10 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 03 E8 C1 91

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读保持寄存器
10 字节数 返回状态信息的所有字节数。
03 E8
……
03 E8
输出数值 第 1 通道模拟量输出
……
第 8 通道模拟量输出
设置值为16进制,单位uA,高位在前,低位在后
0x03E8 = 1000uA,即1mA
C1 91 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

读取1-8通道数据类型 : 01 03 00 00 00 08 44 0C
读取 1通道数据类型 : 01 03 00 00 00 01 84 0A
读取 2通道数据类型 : 01 03 00 01 00 01 D5 CA
读取3-5通道数据类型 : 01 03 00 02 00 03 A4 0B

设置波特率指令

发送码:00 06 20 00 00 05 43 D8

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 设置波特率,设备地址
20 00 指令寄存器 0x2000为设置波特率,0x4000为设置设备地址
00 校验方式 0x00为无校验,0x01为偶检验,0x02为奇校验
05 波特率数值 波特率数值对应
0x00 : 4800
0x01 : 9600
0x02 : 19200
0x03 : 38400
0x04 : 57600
0x05 : 115200
0x06 : 128000
0x07 : 256000
43 D8 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:00 06 20 00 00 05 43 D8

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 设置波特率,设备地址
20 00 指令寄存器 0x2000为设置波特率,0x4000为设置设备地址
00 校验方式 0x00为无校验,0x01为奇检验,0x02为偶校验
05 波特率 波特率数值对应
0x00 : 4800
0x01 : 9600
0x02 : 19200
0x03 : 38400
0x04 : 57600
0x05 : 115200
0x06 : 128000
0x07 : 256000
43 D8 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

设置波特率 4800 :00 06 20 00 00 00 83 DB
设置波特率 9600 :00 06 20 00 00 01 42 1B
设置波特率115200 :00 06 20 00 00 05 43 D8

设置设备地址指令

发送码:00 06 40 00 00 01 5C 1B

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 设置波特率,设备地址
40 00 指令寄存器 0x2000为设置波特率,0x4000为设置设备地址
00 01 设备地址 设置的设备地址,0x0001-0x00FF
5C 1B CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:00 06 40 00 00 01 5C 1B

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 设置波特率,设备地址
40 00 指令寄存器 0x2000为设置波特率,0x4000为设置设备地址
00 01 设备地址 设置的设备地址,0x0001-0x00FF
5C 1B CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例[1号地址设备]:

设置设备地址为0x01 :00 06 40 00 00 01 5C 1b
设置设备地址为0x02 :00 06 40 00 00 02 1C 1A
设置设备地址为0x03 :00 06 40 00 00 03 DD DA

读取设备地址指令

发送码:00 03 40 00 00 01 90 1B

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读取设备地址指令
40 00 指令寄存器 0x4000为读取设备地址,0x8000为读取软件版本
00 01 字节数 固定0x0001
90 1B CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:01 03 02 00 01 79 84

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读取软件版本,读取设备地址指令
02 字节数 返回字节数
00 01 设备地址 设置的设备地址,0x0001-0x00FF
79 84 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

发送 : 00 03 40 00 00 01 90 1B
返回 : 01 03 02 00 01 79 84 //地址0x01
[2号地址设备]

发送 : 00 03 40 00 00 01 90 1B
返回 : 02 03 02 00 02 7D 85 //地址0x02
[3号地址设备]

发送 : 00 03 40 00 00 01 90 1B
返回 : 03 03 02 00 03 81 85 //地址0x03

读取软件版本指令

发送码:00 03 80 00 00 01 AC 1B

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读取软件版本,读取设备地址指令
80 00 指令寄存器 0x4000为读取设备地址,0x8000为读取软件版本
00 01 字节数 固定0x0001
8F CA CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:01 03 02 00 64 B9 AF

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读取软件版本,读取设备地址指令
02 字节数 返回字节数
00 64 软件版本 转为十进制然后小数点左移两位即表示软件版本


0x0064 = 100 = V1.00

B9 AF CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

发送:00 03 80 00 00 01 AC 1B
返回:01 03 02 00 64 B9 AF //0x0064 = 100 =V1.00

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