MBus总线的基础学习

    MBus总线是一种主从式半双工传输总线,采用主叫/应答的方式通信,即只有处于中心地位的主站(Master)发出询问后,从站(Slave)才能向主站传输数据。


MBus的主要特点如下:
1、两线制总线,不分正负极性,施工简单;
2、采用独特的电平特征传输数字信号,抗干扰能力强,传输距离长;
3、可以选着总线供电,降低维护成本;
4、总线型拓扑结构,扩展方便,组网成本低;
5、任一从站的故障不影响整个总线的功能;
6、专门设计的报文格式,满足能耗计量仪表联网和远程读数的需要;




两线电缆通常采用标准电话双绞线,没有正负极之分。
MBus物理层bit流传输具有独特的电平特征。主站到从站的bit流传输通过总线电平切换实现,而从站到主站的bit流传输通过电流调制实现。定义逻辑“1”为MARK,逻辑“0”为SPACE。


Bit                 Bit流的表示                    Bit流传输方向
逻辑“1”(MARK)   22V=                     0mA= 逻辑“0”(SPACE)  12V=                     Imark+11mA=

MBus协议规定总线处于空闲状态是用逻辑“1”表示,即总线电压维持在Vmark,而每个从站取电流Imark≈1.5mA,即两线制总线上的总电流等于Imark*从站总数。这样无论总线处于空闲状态


还是数据传输状态,总线电压不低于Vspace,每个从站所取电流不小于Imark,这个电流就可用作从站电源。


1.2.2MBus数据链路层
规定了MBus的信号传输方式、字节表示、帧格式以及主从站的连接过程等。
根据物理层的特点,MBus采用半双工、异步串行信号传输方式,波特率为300~9600。
由于MBus的空闲位为逻辑“1”,所以起始位定义为逻辑“0”,而停止位定义为逻辑“1”。这样,一个字节的传输过程中包括起始、数据、校验、停止共11比特,其中至少有一个逻辑“1”


,满足MBbus从站的电平要求。




MBus采用FT1.2异步式字节传输帧格式(IEC870-5-2),由多个字节组成,传输时字节间不允许停顿。FT1.2定义了三种帧格式,分别是单字节(表1-3)、定长短帧(表1-4)和变长长帧(表1


-5)。
S:表示起始位;
D:未加说明均表示一个字节;
P:表示奇偶校验位;
E:表示停止位;
发送顺序从左至右,从上至下。
单字节(表1-3)
S    D    P    E
0    E5H  1    1


定长短帧(表1-4)
S    D        P    E
0    10H      1    1
0    C字段    P    1
0    A字段    P    1
0    CS字段   P    1
0    16H      1    1


变长长帧(表1-5)
S    D                     P    E
0    68H                   1    1
0    L字段                 P    1
0    L字段                 P    1
0    68H                   1    1
0    C字段                 P    1
0    A字段                 P    1
0    CI字段                P    1
0    用户数据区0~252字节   P    1
0    L字段                 P    1
0    L字段                 P    1
0    16H                   1    1


单字节帧E5H用于接收确认,
定长短帧用于主站向从站发送指令,
变长长帧用于主从站间的数据交换。
后两种格式除了起始字节(如10H,68H)、终止字节(16H)外,
C:控制字段或者叫功能字段,定义了帧的功能、数据流向,保证帧的正确发送和接收。根据C字段的不同,IEC870-5-2将报文帧命名为不同的功能代码,MBus常用的功能代码有SND_NKE(初始化


从站)、SND_UD(向从站发送数据)、REQ_UD2(请求从站发送数据)和RSP_UD(向主站发送数据)。
A:地址字段,范围0~255,表示接收数据或发送数据的从站地址。
L:长度字段,记录变长长帧的长度信息。
CS:校验和字段,通过对前面几个字段求和来检验报文帧是否出现传输错误。
CI:控制信息字段,主要两个方面的功能,一方面是完成主对从的一些配置功能,如设定波特率、从站地址等;另一方面在从站向主站发送测量数据是,CI字段设定了用户数据区的基本参数


,如字节顺序、数据结构等。

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