RS422主從問題和一主多從問題？

02-06

網上老是看到RS422 RS485 RS232主從說法，有點疑問（網上搜了下，沒有完全搞清楚）：
1. RS422點對點（如A和B）通信時候，有主從一說么？我的理解，因為是全雙工，所以A和B各自可以在任何時候，願意向對方發送數據就發送（每次發送就要發送一個byte），沒有主從一說
2. RS422一主多從（如C主D E F為從）的時候，這個主從怎麼分出來的？C D E F不都是掛在匯流排上，硬體電路上是不是分不出主從的啊，那這個主從是怎麼回事？
3. 另外RS422一主多從（如C主D E F為從）的時候，當D E F從設備同時向主設備A發數據，RS422又沒有仲裁機制，怎麼控制？
4. 串口422 485 232不是指電氣標準么，那網上老是看到422 485 232的通信協議、標準，這協議、標準指的是啥？

大家都知道ISO國際標準化組織。由於計算機技術的大發展，ISO特地為計算機數據交換和通信建立了一個模型，這個模型正好就是ISO的字母反過來用，也即OSI模型。

我們來看OSI模型的結構：

它的第一層叫做物理層，第二層叫做數據鏈路層，第三層叫做網路層。從第一層到第三層合併叫做現場匯流排。

第一層包括通信介面、通信方式以及位元組定義和主站、從站的定義。

在這裡，通信介面包括了RS232RS485和RS422，並且規定了各個插腳的定義和電平規則，以及介面的外形尺寸。

當第一層建立好後，它為第二層系統打好了基礎，於是第二層也就具備了工作條件。

如果說第一層是為數據交換建立了硬體規則，那麼第二層就利用第一層提供的位元組來書寫通信語句。通信語句在數據鏈路層被稱為通信幀。

OSI模型為通信幀結構做了詳細的規定。

由於通信幀涉及到命令格式，以及數據的存儲空間。因此把這些命令格式與數據存儲空間合併後叫做數據定義表，或者叫做通信協議。

顯然，不同的設備，它們的數據存儲空間不一樣，定義也不一樣，所以每一種設備都有自己獨特的通信協議。

第三層叫做網路層。網路層中傳遞的是用幀寫成的文本。由於文本傳遞時需要拆開成數據包，並且發送時有路徑問題，因此網路層的設備包括網關、網橋，還有路由器等等。

我對MODBUS數據通信寫過文章，如下：

低壓電氣和低壓電器技術之19——淺談低壓配電網的數據交換技術（1），

低壓電氣和低壓電器技術之19——淺談低壓配電網的數據交換技術（2），

低壓電氣和低壓電器技術之19——淺談低壓配電網的數據交換技術（3），

低壓電氣和低壓電器技術之19——淺談低壓配電網的數據交換技術（4），

低壓電氣和低壓電器技術之19——淺談低壓配電網的數據交換技術（5）。

題主問題的進一步詳細解釋在文章中都有，請題主參考這些文章。

張老 @Patrick Zhang 是一位出色的電力工程師，但我認為您的解釋對題主來說意義不大，不過題主的理論知識也是少的可憐。

硬體結構和握手規則張老已經講了，不再贅述，下面我來逐條回答一下題主的疑問：

RS422點對點（如A和B）通信時候，有主從一說么？我的理解，因為是全雙工，所以A和B各自可以在任何時候，願意向對方發送數據就發送（每次發送就要發送一個byte），沒有主從一說

你說對了，事實上，不管是全雙工還是半雙工，只要願意，所有的站都可以發送數據。

RS422 P2P通訊還有一個專有名詞叫N:N通訊，在這種通訊形式里，系統通過無順序協議或對等協議等通訊協議進行通訊，事實上任何通訊都需要一個通訊協議，包括MODBUS（最常用最方便的免費協議），CCLINK，PROFIBUS，CANOPEN，TCP/IP,PROFINET 等等，這些名詞既是協議又是標準，不過對於RS232/285/422 常用的還是無順序協議，MODBUS ，或者專用協議。

主從一說並不只體現在硬體上，N:N，P2P通訊不分主從，你是對的，但不是表面看的願意發就發，這涉及到硬體和軟體握手問題，請參考張老，簡單來說他硬體需要一個類似打電話的套路，來確認是否有通訊線路故障。不過這種握手比TCP網路要弱。

如果任何一個站發出了信息，另一個站馬上就會收到信息，接到以二進位編碼的信息後，另一個站會按協議讀取並對內容進行反饋，這個我們等會講。

回答你的疑問，可以發送，但要看另一個站接不接受。

RS422一主多從（如C主D E F為從）的時候，這個主從怎麼分出來的？C D E F不都是掛在匯流排上，硬體電路上是不是分不出主從的啊，那這個主從是怎麼回事？

硬體上是可以分出主從的，一般他們長得不像（開玩笑），所謂的一主多從，是指從站和多個從站構成的系統，從名稱就可以看出，他們不是對等的，主站和從站不能互換，不僅是因為他們往往從物理硬體上是不同的，而且因為他們的功能不一樣，主站（0號站）有廣播功能，從站只能反饋主站的查詢，執行主站的命令。

如你所說，主站從站都掛在匯流排上，硬體接線上是不能分辨主從的，那麼這個主從從哪裡分辨呢，根本答案是硬體元件，易於理解的答案是站號設置，主站一直是0號站，從站從其參數（如有）設置為1~32或更多站。如一個匯流排上有兩個主站模塊，又沒有設為N:N鏈接，一般是不能工作的，同樣的有兩個1站也不能正常工作。

另外RS422一主多從（如C主D E F為從）的時候，當D E F從設備同時向主設備A發數據，RS422又沒有仲裁機制，怎麼控制？

這個問題的答案是他們不會也不可以同時向主設備（主站）發送數據，RS422有兩種工作方式，一種叫輪詢，一種叫廣播。

所謂輪詢是指，主站以二進位編碼的形式向外發送包含從站地址的信息，從站先接受信息，解碼後讀取內容，如果發現地址與自己一樣，則回應相應的信息，這個信息給主站後，主站同樣解碼解讀，並從其中的數據中找到自己要的信息。或者從站讀出給自己的信息後執行相應的信息，並返回結果。

所謂廣播是指，主站以沒有站號的信息發送給所有的從站，所有的從站接收信息後執行，不返回信息。

如果所有的從站一起發送信息給主站，主站也不知道該怎麼辦，這種情況叫信息風暴。

串口422 485 232不是指電氣標準么，那網上老是看到422 485 232的通信協議、標準，這協議、標準指的是啥？

422,485，232是介面標準，沒有通訊協議叫422，通訊協議是指示信息的格式，所有的信息必須符合這個格式才會被主站從站識別和讀取，否則是二進位數而已。

以MODBUS RTU這個協議為例，符合格式的二進位信息叫做報文，其格式大致為報頭：指令：寄存器目標：數量：數據內容：校驗碼。

其中報頭一般是從站地址，指令包含寄存器讀取，寫入，線路校驗等等，校驗碼是保證信息無誤的CRC校驗格式，即在此之前的數據的數學運算結果。

從主站發出的報文被所有的從站接受。從從站返回的數據給主站。

如果你用的是RS485兩線制，還會遇到這樣的問題，主站發送的數據被自己接受了，怎麼識別出來呢？那麼只有符合接受格式的信息才會被解讀，這樣保證了數據的準確性。

如果你深入了解，還會遇到從站只有發送的情況，怎麼辦呢？

課後思考題

用通信內容來判斷主從，從機不能主動通信，必須主機請求，從機響應這樣。

上面 @Patrick Zhang 和 @Su Limit在理論上解釋得已經非常好了。

我從工程角度做點補充。

1: 嚴格地說，RS232/422/485是物理介面電平規範，是不能叫做「通訊協議」的。以232/422/485為物理層，上層鏈路層既可以支持Modbus-RTU，Modbus-ASCII，也可以是廠商的私有協議。

實際工作中的確常碰到很多人說某設備的通信協議是232/485協議，這只是外行的一種誤解罷了。

通信協議應該是能描述具體的通信內容的，例如Modbus協議的寄存器註冊表，SNMP協議的Mib庫，這才是開發人員需要的乾貨。

2:以Modbus設備為例，工程實踐中，不管是485還是422的物理介面，幾乎都是一主多從的匯流排方線，主站輪詢的通訊方式。主從站的地位在軟體設置上就註定了。

在這種模式下，只允許主站按照設定好的輪詢間隔、統一的通訊參數向各從站下發查詢幀報文，報文以廣播的方式在整個匯流排上傳播，各從站收到查詢報文後會主動檢查slave id是否是自己的id，正確的從站才會有機會發出回復幀報文，id不符的從站則會丟棄查詢報文，並不作回應。

因此，實際上並不會出現從站同時，或者主動向主站發送報文的情況。