串口、Modbus通信协议

在 Modbus 协议中，浮点数通常以 IEEE 754 标准形式存储。具体而言，它们是以两个16位的寄存器顺序存储的。其中，两个寄存器可以组成一个32位的浮点数。对于存储在寄存器中的浮点数，我们需要进行适当的字节顺序转换。

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1.串口
一般来说就是指串行通讯口，常用的有RS485, RS232和RS422
串口是一种硬件连接方式，
可以看成是硬件

2.Modbus通信协议
Modbus通信协议分为MODBUS RTU，MODBUS ASCII和MODBUS TCP三种模式。MODBUS RTU，MODBUS ASCII所用的物理硬件接口都是串行（Serial）通讯（RS232，RS422，RS485）。而MODBUS TCP使用的硬件接口就是以太网（Ethernet）口了，也就是我们电脑上一般用的网络口。
Modbus是一种数据传输协议，可以看成是软件。

3.总结
RS485是一个工业总线通信的常见串口，可以支持多点、双向通信的功能，有着较长的通信距离、较强的抗干扰能力，提升整个网络中数据传输的可靠性。而Modbus协议是一种工业通信协议，具备标准开放免费等优势，可以支持RS485、RS232等串口，是一种数据的通用语言。

RS485和Modbus不是一种概念。RS485是指物理串口，可以支持Modbus协议；而Modbus是指虚拟数据语言，可以通过RS485、RS232、RS422进行数据传输。在工业设备中，如PLC、DCS、仪器仪表、数控机床、工业网关等，具备RS485就意味着支持Modbus通信协议，支持通过Modbus搭建网络进行数据传输，应用范围十分广泛。

 

我们可以通过对比物理串口和虚拟串口的工作机制来具体分析：

物理串口（如RS-232）的通信原理‌

硬件通道分离‌
物理串口有独立的发送（TX）和接收（RX）引脚。当两个设备（如设备和上位机）需要通信时：

A设备的TX‌ → ‌B设备的RX‌（A发送，B接收）
B设备的TX‌ → ‌A设备的RX‌（B发送，A接收）
这种交叉连接形成双向通信的闭环（如下图所示）。
text
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[Device A] [Device B]
TX -----------------> RX
RX <----------------- TX

单物理端口即可完成通信‌
物理串口的收发通道在硬件层面已分离，因此单个串口可以直接通过外部线路连接实现双向通信。

 

 

虚拟串口的通信原理‌

软件模拟的局限性‌
虚拟串口（如COM1和COM2）本质是通过软件模拟的“逻辑端点”，没有物理的TX/RX线路。每个虚拟串口仅代表一个‌单向的数据流端点‌，因此需要两个虚拟串口组合成一个逻辑上的“闭环”：

COM1的发送端‌ → ‌COM2的接收端‌
COM2的发送端‌ → ‌COM1的接收端‌
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Copy Code
[应用程序A] [虚拟串口驱动] [应用程序B]
写入COM1 -------> COM1的TX → COM2的RX -------> 从COM2读取
从COM1读取 <------- COM1的RX ← COM2的TX <------- 写入COM2

成对绑定的必要性‌
虚拟串口驱动（如com0com或VSPD）会在内核层将COM1和COM2的发送和接收缓冲区绑定，模拟物理串口的交叉连接。如果仅创建一个虚拟串口，它没有目标端口来接收或发送数据，就像物理串口的TX引脚悬空（无接收端）一样，无法完成通信。

关键区别总结‌
特性‌　　 　　‌物理串口‌ ‌　　　　　　　　　　虚拟串口‌
通信通道 　　硬件分离的TX/RX引脚 　　　　软件模拟的逻辑端点
通信方式 　　单端口通过交叉线直接通信 　　需成对虚拟端口绑定形成闭环
应用场景 　　连接真实硬件设备 　　　　　　软件调试、网络映射、无硬件模拟
数据流向 　　硬件自动路由 　　　　　　　　通过驱动层绑定实现数据路由
补充说明‌
例外情况‌：某些特殊虚拟串口工具（如Loopback测试工具）允许单个端口自发自收，但这仅用于测试（类似短路TX和RX），并非实际通信场景。
扩展应用‌：在串口转TCP/IP场景中，虚拟串口可绑定到网络端口（如COM1↔TCP:192.168.1.100:5000），此时单个虚拟串口即可与远程设备通信，但其背后仍依赖网络协议栈的“虚拟闭环”机制。

虚拟串口成对使用本质是通过软件复现物理串口的交叉连接逻辑，从而在无硬件的情况下实现完整的双向通信能力。