Три интерфейса для датчиков и промышленной связи
Помимо UART, SPI и I²C есть интерфейсы под особые задачи: 1-Wire — предельная экономия проводов, RS-485 — надёжная связь на большие расстояния, Modbus — стандартный протокол промышленного обмена. Разберём их вместе, поскольку на практике они часто работают в связке.
1-Wire
1-Wire передаёт данные и (в паразитном режиме) питание всего по одной линии плюс земля. Каждое устройство имеет уникальный 64-битный номер, поэтому на одной шине работают десятки датчиков. Классический пример — цифровые термометры DS18B20. Обмен ведёт ведущий, устройства отвечают строго нормированными по времени импульсами. Плюс — минимум проводов; минус — низкая скорость и чувствительность к таймингам.
RS-485
RS-485 — дифференциальный физический интерфейс для надёжной связи на расстояния до ~1200 м и в помехах. Дифференциальная пара (A/B) даёт высокую помехоустойчивость, а многоточечная топология позволяет соединить десятки узлов на одной витой паре (обычно полудуплекс). RS-485 задаёт только «физику» — протокол обмена строят поверх (например, Modbus). Подробнее — на странице RS-485.
Modbus
Modbus — простой и очень распространённый протокол «ведущий-ведомый» для промышленного оборудования. Ведущий опрашивает ведомых по адресам, читая и записывая регистры. Варианты: Modbus RTU (по RS-485/RS-232, компактный двоичный формат с CRC) и Modbus TCP (поверх Ethernet). Именно связка RS-485 + Modbus RTU — рабочая лошадка промышленной автоматики.
Частые вопросы
RS-485 и Modbus — это одно и то же?
Нет. RS-485 — электрический интерфейс (уровни, линия), Modbus — протокол обмена (формат сообщений). Modbus RTU часто работает поверх RS-485, но это разные уровни: физика и логика.
Когда выбрать 1-Wire?
Когда критична простота проводки и не нужна скорость: несколько датчиков (например, температуры) на одной линии с питанием. Для быстрого обмена или дальней надёжной связи берут SPI/I²C или RS-485.
Итоги
1-Wire экономит провода для медленных датчиков, RS-485 обеспечивает надёжную многоточечную связь на большие расстояния, а Modbus — стандартный протокол поверх него для промышленного обмена. Вместе RS-485 и Modbus RTU образуют фундамент промышленной автоматики.
Смотрите также: RS-485 · CAN · UART · Ethernet для МК.