Modbus 通讯协议数据帧之间的时间停顿间隔 “3.5字符”定义

博客介绍了Modbus通讯时主机发送命令需间隔3.5个字符,阐述了不同情况下1个字符包含的位数,进而算出3.5个字符的位数。结合波特率概念,以9600bps为例算出传输38.5位所需时间,还提到可将传输45Bit时间四舍五入值判断报文接收完整性。

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Modbus 通讯时规定主机发送完一组命令必须间隔3.5个字符再发送下一组新命令,这个3.5字符主要用来告诉其他设备这次命令(数据)已结束,而这个3.5字符的时间间隔采用以下方式计算:

1个字符包括1位起始位、8位数据位(一般情况)、1位校验位(或者没有)、1位停止位(一般情况下)
这样说起来一般情况下1个字符就包括11位
那么3.5个字符就是3.5*11=38.5位

还有比如没有校验位的
1个字符包括1位起始位、8位数据位(一般情况)、1位停止位(一般情况下)

这样说起来一般情况下1个字符就包括10位
那么3.5个字符就是3.5*10=35位

波特率含义是每秒传输的二进制位的个数
比如9600bps,意思就是说每1秒(也就是1000毫秒)传输9600个位,
反过来说传输9600个二进制位需要1000毫秒
那么传输38.5个二进制位需要的时间就是:
38.5/9.6=4.0104167毫秒
MODBUS RTU要求一帧数据起始和结束至少有大于等于3.5个字符的时间
在波特率为9600的情况下,只要大于4.0104167毫秒即可!

一般,为了简单起见,可以将传输45Bit的时间四舍五入后的整型值作为两个数据帧之间的时间间隔,并以此来判断报文接收的完整性。

<think>好的,我现在需要帮助用户理解如何在Modbus协议中实现报文间隔3.5字符。首先,我需要回忆一下Modbus RTU协议的相关知识,特别是关于帧间隔的规定。根据用户提供的引用,Modbus RTU要求帧之间的空闲间隔至少为3.5字符时间,而字节之间间隔是1.5字符时间。用户的问题是如何实现这个3.5字符间隔,所以需要详细解释计算方法和具体实现步骤。 首先,我得明确3.5字符时间的计算方式。每个字符指的是一个字节的传输时间,包括起始位、数据位、校验位和停止位。根据引用[2],每个字符由11位组成(1起始+8数据+1校验+1停止,或者如果无校验则是2停止位,但总位数仍为11)。所以,3.5字符时间就是3.5乘以每个字符的位数,再除以波特率,得到具体的时间。 接下来,我需要解释如何计算这个时间间隔。例如,如果波特率是9600bps,那么每个位的时间是1/9600秒。每个字符11位,所以每个字符时间是11/9600秒。3.5字符时间就是3.5*11/9600,大约3.958毫秒。这个计算过程需要详细说明,用户可能需要具体的例子来理解。 然后,关于实现方法,需要考虑在发送完一帧数据后,程序需要等待至少3.5字符时间才能发送下一帧。这可以通过定时器或者延时函数来实现。在嵌入式系统中,通常会使用硬件定时器来精确控制时间间隔。而在PC或高级语言中,可能需要调用系统级的延时函数,但需要注意操作系统的调度精度问题,可能会影响准确性。 另外,用户可能还需要注意字节之间间隔,即1.5字符时间。不过根据引用[3],这个1.5字符时间是针对字节之间的,而帧之间3.5字符。所以,在实现帧间隔时,主要关注的是帧发送完毕后等待3.5字符时间,而不是每个字节之间间隔,因为字节之间应该连续发送,中间不能有超过1.5字符间隔,否则会被认为是帧结束。 此外,可能还需要提到校验位的配置,因为如果使用无校验,停止位是2位,但总位数还是11位,所以计算时间时仍然按11位计算。这点需要明确,避免用户误以为不同的校验方式会影响字符时间的计算。 最后,总结实现步骤,并提供示例计算,比如不同波特率下的具体时间,帮助用户更好地应用在实际项目中。可能还需要提醒用户在实际应用中要测试和验证这个时间间隔,特别是在高波特率下,延时精度可能更难保证,需要特别注意。</think>### Modbus协议实现3.5字符间隔的方法 在Modbus RTU协议中,报文帧之间的空闲间隔需至少为**3.5字符时间**(记为t3.5),用于区分连续的数据帧。以下是实现方法的具体步骤和原理: --- #### 1. **字符时间的计算** 每个字符(字节)由**11位**组成,包括: - 1起始位 + 8数据位 + 1校验位(或无校验时2停止位) - 总位数固定为11位[^2]。 **计算公式**: $$ \text{字符时间} = \frac{11 \text{位}}{\text{波特率(bps)}} $$ **3.5字符时间**则为: $$ t3.5 = 3.5 \times \frac{11}{\text{波特率}} $$ **示例**: - 若波特率为9600 bps: $$ t3.5 = 3.5 \times \frac{11}{9600} \approx 3.958 \, \text{ms} $$ --- #### 2. **实现方法** **(1) 硬件层面** - **定时器控制**:在发送完一帧数据后,启动定时器并等待t3.5时间,再发送下一帧。 - **空闲检测**:接收方通过检测总线空闲时间是否≥t3.5来判断帧结束[^3]。 **(2) 软件层面** - **延时函数**:在发送代码中添加精确延时。例如,在C语言中: ```c void send_frame(uint8_t *data, int length) { send_data(data, length); // 计算并等待t3.5 delay_ms(3.5 * 11.0 / baud_rate * 1000); } ``` - **注意**:需确保操作系统或硬件支持微秒级延时精度。 --- #### 3. **关键注意事项** - **字节间隔要求**:帧内字节间隔需≤1.5字符时间,否则会被视为帧中断。 - **波特率影响**:波特率越高,t3.5时间越短。例如: - 19200 bps时,t3.5≈1.979 ms - 115200 bps时,t3.5≈0.329 ms - **校验位配置**:无校验时需设置2停止位,但字符总位数仍为11位,不影响t3.5计算[^2]。 --- #### 4. **验证方法** - **示波器监测**:通过测量报文帧之间的空闲时间是否≥t3.5。 - **逻辑分析仪**:直接解析总线时序,验证间隔是否符合协议要求。 ---
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