Modbus RTU DC Monitor
说明
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产品概述
本产品是一款工业标准款电流和功率监测模块,4通道同步采集,采用 Modbus RTU 协议,可通过RS485接口监测通道的电流、电压、功率。内置电源隔离、光耦隔离、自恢复保险丝和 TVS 等保护电路。
产品参数
| 供电电压 | DC 7~36V |
|---|---|
| 通信接口 | RS485 |
| 通信波特率 | 4800,9600,19200,38400,57600,115200,128000,256000 |
| 默认通信格式 | 9600,N,8,1 |
| 采集电阻 | 0.002Ω 1% |
| 采集电压范围 | 0~36V |
| 采集电流范围 | ±8A |
| 分辨率 | 0.8mA |
| Modbus 协议 | 标准 Modbus RTU 协议 |
| 指示灯 | STA:MCU 指示灯,MCU 正常工作时闪烁 TXD:发送指示灯,发送数据时灯亮 RXD:接收指示灯,接收数据时灯亮 |
硬件说明
- 模块可以测量四通道的电流电压,每个通道都可以单独工作,四个通道分别对应(IN1+ IN1-),(IN2+ IN2-),(IN3+ IN3-)和(IN4+ IN4-)。
INx+ 和 INx- 分别表示电流的输入和输出,模块通过测量INx+和INx-串联的采样电阻差分电压得到流过电流大小。模块可以测试双向电流,所有输入输出反接也可以。
特别注意:测量不同的电源需要接GND共地,否则不能测量总线电压,只能测到差分电压和电流。
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:
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,正常就会返回八路模拟输入数据。
01 04 00 00 00 08 F1 CC
- 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,读取通道1电压。
01 04 00 03 00 01
- 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04功能码,Quantity改为12通道。点击OK确认。
- 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。
- 连接正常后则可以显示4通道监测数据。
开发协议
功能码介绍
| 功能码 | 备注 |
|---|---|
| 03 | 读取保持寄存器 |
| 04 | 读取输入寄存器 |
| 06 | 写单个保持寄存器 |
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 |
|---|---|---|---|---|
| 3x0000 | 道通1电压 | 无符号,单位mV | 读 | 0x04 |
| 3x0001 | 道通1电流 | 有符号,单位mA | 读 | 0x04 |
| 3x0002 | 道通1功率 | 无符号,单位10mW | 读 | 0x04 |
| 3x0003 | 道通2电压 | 无符号,单位mV | 读 | 0x04 |
| 3x0003 | 道通2电流 | 有符号,单位mA | 读 | 0x04 |
| 3x0005 | 道通2功率 | 无符号,单位10mW | 读 | 0x04 |
| 3x0006 | 道通3电压 | 无符号,单位mV | 读 | 0x04 |
| 3x0007 | 道通3电流 | 有符号,单位mA | 读 | 0x04 |
| 3x0008 | 道通3功率 | 无符号,单位10mW | 读 | 0x04 |
| 3x0009 | 道通4电压 | 无符号,单位mV | 读 | 0x04 |
| 3x000A | 道通4电流 | 有符号,单位mA | 读 | 0x04 |
| 3x000B | 道通4功率 | 无符号,单位10mW | 读 | 0x04 |
| 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 |
读 | 0x03 |
Modbus RTU指令介绍
读取输入寄存器指令
发送码:01 04 00 00 00 0C F0 0F
| 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 |
| 04 | 04指令 | 读取输入寄存器 |
| 00 00 | 寄存器起始地址 | 0x0000 - 0x0007对应1~8输入通道 |
| 00 0C | 寄存器数量 | 读取寄存器数量,最多8个通道 |
| F0 0F | CRC16 | 前6字节数据的CRC16校验和 |
返回码: 01 04 18 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 82 8B
| 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 |
| 04 | 04指令 | 读取输入寄存器 |
| 18 | 字节数量 | 数据长度 |
| 00 00 …… 00 00 |
寄存器数据 | 表示4个通道的电压,电流,功率数值 |
| 82 8B | CRC16 | 前6字节数据的CRC16校验和 |
示例: [1号地址设备]
读取通道1电压 : 01 04 00 00 00 01 31 CA
读取通道1电流 : 01 04 00 01 00 01 60 0A
读取通道2数据 : 01 04 00 03 00 03 40 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
|
| 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
读异常状态指令
发送码:01 07 41 E2
| 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 |
| 07 | 07功能码 | 读异常状态功能码 |
| 41 E2 | CRC16 | 前 3 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码:01 07 00 22 30
| 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 |
| 07 | 07功能码 | 读异常状态功能码 |
| 00 | 异常状态 | 高四位表示通道1~4初始化状态,低四位表示通道1~4当前更新状态。 0表示正常,1表示异常。 |
| 41 E2 | CRC16 | 前 3 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例[1号地址设备]:
发送 : 01 07 41 E2
返回 : 01 07 13 63 FD //通道3读取错误,通道4初始化错误,读取错误。
异常功能码
当接收到的指令出错或者异常设备将会返回异常响应,异常响应格式如下。
返回码:01 85 03 02 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 |
| 85 | 异常功能吗 | 异常功能码 = 请求功能码 + 0x80 |
| 03 | 字节数 | 异常码 |
| 02 91 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
异常码是一个单字节值,用于指示错误的类型。Modbus协议定义的几个常用异常码:
| 异常码 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 0x01 | 非法功能 | 请求的功能码不支持 |
| 0x02 | 非法数据地址 | 请求的数据地址错误 |
| 0x03 | 非法数据值 | 请求的数据值或操作无法执行 |
| 0x04 | 服务器故障 | 服务器设备故障 |
| 0x05 | 应答 | 已接收到请求并正在处理 |
| 0x06 | 设备繁忙 | 设备当前正忙无法执行请求的操作 |


