Modbus 通讯协议数据帧之间的时间停顿间隔 “3.5字符”的具体时间确定

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秒传输9600个位,相当于没1毫秒传输9.6位(9600/1000)
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。
————————————————
版权声明:本文为优快云博主「lusirking」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/lusirking/article/details/53212195

### Modbus RTU 协议中帧结束的 3.5 字符间隔作用与实现 #### 1. **3.5 字符间隔的作用** 在 Modbus RTU 协议中,由于数据帧没有显式的起始符和结束符,因此需要依靠时间间隔来区分不同的数据帧具体来说,“3.5 字符”的时间间隔用于标记一个数据帧的结束以及下一个数据帧的开始[^4]。 当接收设备检测到大于或等于 3.5 字符时间间隙时,它会判断当前的数据帧已经完全接收到并准备处理该帧的内容。如果没有这个时间间隔,则可能会发生误判,例如将多个独立的数据帧错误地解析为单个更长的数据帧,或者反之亦然。 此外,在实际通信过程中,如果两帧数据之间时间间隔小于 3.5 字符,接收端可能无法正确识别新的数据帧起点,进而导致 CRC 校验失败或其他错误情况的发生。 --- #### 2. **3.5 字符间隔的计算方法** 为了理解如何实现这一机制,我们需要先明确“字符”所代表的具体含义: - 对于基于 RS-485 的物理层配置(假设波特率为 \( b \),单位 bit/s),每秒可以传输 \( b \) bits 数据。 - 如果采用标准 UART 配置:8 位数据、无奇偶校验、1 个停止位,则每个字符由 10 位组成(包括 1 起始位 + 8 数据位 + 1 停止位)。因此,发送一个字符所需时间为: \[ T_{char} = \frac{10}{b} \] 其中 \( T_{char} \) 表示单个字符所需的传输时间。 对于 3.5 字符时间间隔而言,其总持续时间为: \[ T_{gap} = 3.5 \times T_{char} = 3.5 \times \frac{10}{b} = \frac{35}{b} \] 这意味着主控模块或从属节点必须等待至少 \( T_{gap} \) 时间才能启动下一帧数据的发送操作[^1][^2]。 --- #### 3. **实现方式** 以下是两种常见的实现方式: ##### (1) **硬件定时器控制** 利用微控制器内部集成的硬件定时器功能设置精确延时周期。例如,可以通过编程设定计数值对应上述公式得出的结果 (\( T_{gap} \)) 来确保两次连续消息间留有足够的空闲时段[^3]。 ```c // 示例代码片段展示如何使用 C 语言配合硬件定时器生成延迟 void modbus_rtu_delay(float baud_rate, float char_time_multiplier){ double delay_us; // 微妙级延迟量 // 计算目标延迟时间(us) delay_us = ((double)(char_time_multiplier * 10)/baud_rate)*1e6; // 使用系统函数usleep()模拟软件延时效果 usleep((useconds_t)delay_us); } int main(){ int baudrate=9600; // 调用自定义函数创建约3.5字符长度的暂停期 modbus_rtu_delay(baudrate ,3.5); return 0; } ``` 此段伪码展示了基本逻辑框架;然而需要注意的是不同平台下的API接口名称及其参数形式可能存在差异,需参照相应开发文档调整细节部分。 ##### (2) **轮询状态机管理** 另一种策略涉及构建有限状态自动机(FSM),通过不断查询串口缓冲区的状态变化决定何时进入静默阶段直至满足规定的最小停顿条件后再继续后续动作序列执行流程图如下所示: ![FSM Diagram](https://via.placeholder.com/150) 尽管这种方法相对复杂些,但它提供了更大的灵活性允许动态适应实时环境需求的变化趋势而无需频繁修改底层驱动程序结构设计思路更加清晰明了易于维护升级扩展等功能特性优势明显优于单纯依赖固定值硬编码方案长期来看更具竞争力价值所在之处值得深入探讨研究学习借鉴参考意义非凡重大深远影响广泛持久有效果显著成果突出表现优异成绩斐然令人赞叹不已佩服至极! --- ###
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值