深入理解USS通信協議

來自專欄李工談工控4 人贊了文章

USS通信技術作為一種低成本的簡單驅動控制技術，在工業現場有著廣泛的應用。今天這篇文章，我們就和大家一起聊聊USS通信協議的基本內容。

USS是英文「Universal Serial Interface」的縮寫，中文翻譯為「通用串列介面」。

USS協議（USS Protocol）是西門子公司推出的用於控制器（PLC/PG/PC）與驅動裝置之間數據交換的通信協議。早期的USS協議主要用於驅動裝置的參數設置，後因其協議內容簡單、對硬體的要求比較低，也越來越多的被用於驅動器/變頻器的通信控制。

USS協議提供了一種低成本的、相對簡單的控制方式，可用於一般水平的驅動裝置控制。

USS協議主要有如下幾個特點：

1、支持多點通信，物理層可使用RS485網路；

2、採用主-從的通信方式，網路中最多可以有1個主站（Master）和31個從站（Slave）；

3、單雙工通信方式，可發送和接收，但不能同時進行；

4、報文簡單可靠，數據長度可變；

下面這張圖，是USS通信網路的拓撲圖：

在USS協議中，網路中只有1個主站，主站一旦確定不能更改；每次通信都必須由主站（Master）發起，主站發出的通信報文中包含了從站（Slave）的地址，只有被點名的從站可以應答主站的請求；從站與從站之間不能直接進行通信；

主站與從站之間的報文傳輸有三種方式：

1、周期性報文傳輸（Cyclic Telegram Transfer）：

在周期性報文傳輸過程中，主站每隔一段時間就發送報文給從站，每一個從站都可以接收到主站發送的報文；對於從站而言，當接收到的報文沒有錯誤，並且報文中的地址是本站的地址時，從站必須應答；當主站接收到從站的應答後，便與從站建立了邏輯上的連接；在周期性報文傳輸中，主站與從站之間都會設置一個監控時間，當超時沒有接收到報文時，會提示通信錯誤；

2、非周期性報文傳輸（Acyclic Telegram Transfer）：

一般來講，報文的傳輸都是周期性的，但一些用於診斷和服務的報文可以非周期性的方式進行。在非周期性報文傳輸中，無法設置監控時間。

3、廣播（Broadcast）：

主站通過將通信報文中的廣播位置1來實現廣播通信（詳見後續報文結構）。在廣播通信中，所有的從站都能收到廣播報文，並且不需要應答。

接下來我們來看看USS協議的報文結構，如下圖：

STX：起始位元組（Start of Text），值為02 Hex，表示報文的開始；

LGE：第二個位元組，表示報文的長度；

ADR：第三個位元組，表示從站的地址及其它信息；

1~n：n個位元組，表示數據的內容（n≤252）；

BCC：最後一個位元組，BCC校驗碼；

報文的長度LGE是指數據長度n加上ADR和BCC，也就是n+2個位元組；

地址位元組ADR的第0~4位用來表示從站地址，第5位是廣播標誌位，第6位是鏡像標誌位，第7位是特殊用途標誌位；如下圖：

由於從站地址的範圍是5個二進位位(bit)，因此能夠表示的最大值為十進位數31，這也決定了USS協議最多能支持31個從站；

廣播報文是把ADR的第5位置1，這個我們在前面介紹過；

鏡像報文是把ADR的第6位置1。當從站接收到主站的鏡像報文後，會原封不動的將其發回給主站；鏡像報文功能可在調試時用於測試網路通信的質量；

USS協議允許主站與從站之間傳遞不同於標準驅動裝置的報文。這些非標準報文，被稱為特殊報文。這樣一來，在同一條匯流排上，就可能同時存在標準報文和特殊報文兩種情況。為了進行區分，特殊報文的ADR地址的第7位被置1。具有特殊報文處理能力的從站可以接收特殊報文並進行處理，而普通從站會忽略特殊報文。

好了，關於USS通信協議的內容就先介紹到這裡。如果你喜歡這篇文章，可以去官網（http://www.founderchip.com）下載本文PDF版本。

小程序【李工談工控】提供方便的文章檢索功能，歡迎體驗：