**Modbus通信协议详解** Modbus通信协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通用串行通信协议，由Modicon（现为Schneider Electric的一部分）于1979年推出。它以其简单、可靠和低成本的特点，被众多制造商采纳，成为工业设备之间进行数据交换的标准。 **一、Modbus协议的基本概念** 1. **主站与从站**：在Modbus网络中，存在主站（Master）和从站（Slave）的概念。主站通常控制整个系统，发起通信请求，而从站响应主站的请求，提供或接收数据。 2. **功能码**：每个Modbus通信请求都包含一个功能码，用于指示要执行的操作，如读取寄存器、写入寄存器等。功能码的范围一般在0x01到0x17之间。 3. **地址**：每个从站都有一个唯一的地址，范围是从0x01到0xFF，其中0x00保留给广播消息。 4. **数据域**：数据域包含了要传输的实际信息，如读写的寄存器地址和值。 5. **校验码**：为了保证数据传输的准确性，Modbus协议使用了校验码，常见的有奇偶校验、LRC（ longitudinal redundancy check）和CRC（cyclic redundancy check）。 **二、Modbus协议类型** 1. **RTU（Remote Terminal Unit）模式**：RTU模式是原始的Modbus通信方式，使用ASCII（美国标准代码交换信息）编码，并在数据之间插入两个空闲字符作为帧的边界。 2. **ASCII（American Standard Code for Information Interchange）模式**：ASCII模式以人类可读的字符形式传输数据，适合长距离通信，但速度较慢。 3. **TCP（Transmission Control Protocol）/IP模式**：随着网络技术的发展，Modbus也发展出了基于TCP/IP的网络版本，适应了现代工业以太网的需求。 **三、Modbus协议的操作** 1. **读线圈状态（0x01）**：主站可以读取从站的线圈状态，线圈表示设备的开/关状态。 2. **读离散输入状态（0x02）**：类似读线圈状态，但用于读取离散输入，这些输入通常来自于传感器。 3. **读保持寄存器（0x03）和读输入寄存器（0x04）**：这两个功能码用于读取从站的模拟量，如温度、压力等。 4. **写单个线圈（0x05）和写单个寄存器（0x06）**：主站可以对从站的线圈或寄存器进行写操作。 5. **写多个线圈（0x15）和写多个寄存器（0x16）**：允许主站批量修改从站的线圈或寄存器，提高了效率。 **四、应用与实例** Modbus协议广泛应用于PLC（可编程逻辑控制器）、HMI（人机界面）、SCADA（监控与数据采集）系统中。例如，一个PLC作为主站，通过Modbus RTU与多个远程I/O模块（从站）通信，收集并控制现场设备的状态。 **五、总结** Modbus通信协议因其开放性、易用性和广泛的设备支持，成为工业自动化领域不可或缺的一部分。理解并熟练运用Modbus协议，有助于工程师更好地设计和集成自动化系统。通过下载的《Modbus通信协议详细资料》文档，可以深入学习其工作原理和具体实现，提升相关项目的设计和实施能力。

在数字系统设计中，FIFO（First In First Out）是一种常用的数据存储结构，它遵循先进先出的原则。在异步通信中，FIFO扮演着重要的角色，用于解决两个不同速度或者时钟域之间的数据传输问题。Verilog是一种硬件描述语言，广泛应用于FPGA（Field Programmable Gate Array）设计。Vivado是Xilinx公司推出的集成开发环境，专门用于FPGA的设计、仿真、综合和编程。 标题中的“FIFO实现异步通信verilog源码vivado”意味着我们将探讨如何使用Verilog语言在Vivado环境下编写FIFO模块，以实现两个异步系统间的通信。以下将详细介绍相关知识点： 1. **FIFO的基本结构**：FIFO通常由一个数据存储器（RAM或ROM）和两个读写指针（Read Pointer和Write Pointer）组成。数据存储器用于存放数据，而指针则跟踪数据的存取位置。 2. **异步通信**：在异步通信中，数据发送端和接收端的时钟可能不同步，因此需要FIFO作为缓冲区来存储数据，确保数据正确传输。FIFO通过独立的读写时钟控制，可以处理这种速度差异。 3. **Verilog语言**：Verilog是一种用于硬件描述的语言，可以用来定义数字系统的结构和行为。在FPGA设计中，Verilog代码可以被综合成逻辑门电路，实现硬件功能。 4. **Vivado工具**：Vivado提供了设计输入、仿真、综合、布局布线和器件编程等一整套流程。在Vivado中，我们可以创建Verilog模块，编写FIFO的源码，然后进行仿真验证，最后在目标FPGA上实现。 5. **FIFO的接口**：FIFO的接口通常包括数据线（Data）、读使能（Read Enable）、写使能（Write Enable）、空标志（Empty）、满标志（Full）和读写地址（Read/Write Address）等信号。这些信号用于控制FIFO的操作和状态检测。 6. **FIFO的设计**：设计一个FIFO通常包括以下几个步骤： - 定义FIFO深度（即存储单元的数量）。 - 设计读写指针的计数逻辑，通常使用模运算（Modulo）来实现循环地址计算。 - 编写读写操作的控制逻辑，处理读写冲突和边界条件。 - 实现数据存储器，可以是分布式RAM或块RAM，取决于FPGA资源。 7. **异步接口处理**：在异步通信中，由于时钟域的不同，需要使用边沿检测器（如DFF with async reset）和同步器（如两阶段锁存器）来确保数据在跨时钟域传输时的正确性。 8. **测试平台与仿真**：为了验证FIFO的功能，需要创建一个测试平台，模拟读写请求，检查FIFO的各种状态和数据传输的正确性。Vivado内置的ModelSim或ISim工具可以进行仿真验证。 9. **综合与实现**：在经过功能验证后，Verilog代码需要进行综合，生成适合目标FPGA的逻辑网表。然后在Vivado的实现步骤中，进行布局布线，优化资源利用，最终生成比特流文件，用于加载到FPGA中。 10. **时序分析**：综合和实现后，Vivado会提供时序分析报告，帮助开发者了解设计的性能，包括时钟周期、建立时间、保持时间和功耗等关键指标。 通过以上知识点，我们可以理解如何使用Verilog在Vivado环境中实现一个FIFO模块，解决异步通信中的数据缓冲问题。实际设计时，还需要考虑FPGA资源的优化和系统的具体需求。

在智能仪器、自动控制等领域，已大量使用嵌入式PC，如Advantech公司的PC/104、AMD公司的DIMM-PC等。为适应开放式、模块化的要求，嵌入式PC具有标准的PC接口，如VGA显示器控制接口、以太网接口、RS232接口、PC/AT键盘接口等。

接口技术的多样性和各种不同的协议标准,使得异构网络之间的操作和信息交换难以进行。网关作为一种复杂的网络连接设备,可以支持不同协议之间的转换,实现多个设备之间的信息共享。设计的矿用多功能网关,参照嵌入式系统结构划分了功能模块:处理器模块、串行通信模块、以太网模块,可以实现RS232/RS485/CAN到IP的协议转换,并通过光纤、双绞线或电话线接入以太网实现更长距离传输。

针对目前井下信号收发器存在信号传输距离短、传输速率低、抗干扰能力差、功耗大等问题,设计了一种基于RS485串口通信技术和无线WiFi技术的矿井信号收发器通信模块。该模块采用WinCE嵌入式系统,与井下监控终端通过RS485接口进行基于Modbus协议的数据通信,将监控终端采集到的数据通过WiFi网络以TCP/IP协议发送至无线接入点,并与井上监控中心服务器进行数据双向通信。测试结果表明,该信号收发器通信模块具有较高的数据传输实时性和可靠性。

针对现有井下无线收发器信号传输距离短、功耗大、抗干扰能力差等缺陷,设计了一种基于WiFi技术的矿井信号收发器。该信号收发器采用ARM9嵌入式芯片及WinCE操作系统,与井下采煤机监控模块建立Modbus协议的数据通信,通过RS485串口接收采煤机运行参数;在WiFi网络内与井下无线接入点建立支持TCP/IP协议的无线连接,并与井上监控中心服务器通信,完成对采煤机运行状态的监控。应用表明,该信号收发器具有较高的实时传输性能,且功耗低,抗干扰能力强。

重新编译该博主源码：https://blog.csdn.net/weixin_42176639/article/details/96164409#comments_26386228 编译环境为VS2022、.NET 7

电子信息类保研面试经验分享，目前已成功保研。该资源主要包括综合面试、英语面试和专业课面试（通信原理，信号与系统，模电数电）的题目分享。

UNIX网络编程----进程间通信----卷2【第二版】源码

"通信课程设计AM和OOK的调制与解调电路设计" 本文主要介绍了通信课程设计中的调制和解调电路设计，特别是AM（Amplitude Modulation，振幅调制）和OOK（On-Off Keying，开关键调制）的设计和仿真。文章首先介绍了传统的通信理解，即信息的传输，信息的传输离不开它的传输工具，通信系统应运而生。随后，文章讨论了调制的重要性，调制可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号。 在设计和仿真中，文章使用了 SystemView 软件，该软件是一种基于PC机Windows平台的动态系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真、能满足从信号处理、滤波器设计，到复杂的通信系统等要求。通过使用 SystemView 软件，文章设计了AM和OOK的调制和解调电路，并通过分析其输人输出波形验证所设计电路的正确性。 文章还讨论了调制的分类，包括模拟调制和数字调制。模拟调制常用的方法有AM调制、DSB调制、SSB调制等，而数字调制常用的方法有BFSK调制等。调制方式往往决定着一个通信系统的性能。 本文提供了通信课程设计中的调制和解调电路设计的详细介绍，涵盖了AM和OOK的设计和仿真，以及SystemView软件在设计和仿真中的应用。该文对通信系统设计和仿真具有重要的参考价值。 知识点： 1. 通信课程设计的目的：了解信息的传输和通信系统的设计。 2. 调制的重要性：调制可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号。 3. SystemView软件的应用：SystemView是一种基于PC机Windows平台的动态系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真。 4. 调制的分类：模拟调制和数字调制，包括AM调制、DSB调制、SSB调制、BFSK调制等。 5. AM和OOK的设计和仿真：使用SystemView软件设计和仿真AM和OOK的调制和解调电路，并通过分析其输人输出波形验证所设计电路的正确性。