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DLD154Pro RS485 Modbus RTU 协议

版本: V1.0 | 日期: 2026-07-22 | 状态: 草案（待评审，未实现）

适用产品: DLD154Pro (CH591R, 单路线圈车检器)

RS485 支持两种协议：700BS（后续定义）和 Modbus RTU。 协议选择通过 g_function_mode bit0 控制（BLE 小程序设置 direction_mode 高 4 位的 bit0）。

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1. 物理层

参数	值
接口	RS485 半双工 (UART0)
引脚	PA14 TX, PA15 RX, PA13 RE (方向控制)
波特率	9600 (默认), 19200, 38400, 57600, 115200
数据位	8
校验	无 (N)
停止位	1
从机地址	1–247 (默认 1)
终端电阻	外接 120Ω（板载未集成）

注意：RS485 地址和波特率通过 BLE 小程序 修改，不通过 Modbus 寄存器修改（防止改错后设备失联）。Modbus 只读方式可查询当前值。

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2. 帧格式 (Modbus RTU)

| 地址 | 功能码 | 数据 | CRC16 |
| 1B   | 1B     | N B  | 2B    |

• 地址：1–247，从机地址。0=广播（仅写操作），DLD154Pro 不响应广播。
• CRC16：多项式 0xA001，低字节在前。超时 3.5 字符作为帧间隔。
• 最大 PDU：256 字节（含地址 + 功能码）。

异常响应

当请求无法处理时，功能码最高位置 1，数据区第一字节为异常码：

异常码	名称	说明
0x01	Illegal Function	不支持的功能码
0x02	Illegal Data Address	寄存器地址超出范围
0x03	Illegal Data Value	写入值超出允许范围
0x04	Slave Device Failure	设备内部错误（如 flash 写入失败）

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3. 寄存器映射

3.1 离散输入 (Discrete Inputs) — 功能码 0x02

地址	名称	说明	位值
0x0000	Car Present	当前有车	0=无车, 1=有车
0x0001	Loop Fault	线圈故障（断开/短路）	0=正常, 1=故障
0x0002	Loop Stable	线圈基线已稳定	0=收敛中, 1=稳定
0x0003	Opto Input	光耦输入状态 (PB10)	0=低, 1=高
0x0004	Power Up State	上电初始化中	0=正常, 1=初始化
0x0005	Reserved	—	—

3.2 输入寄存器 (Input Registers) — 功能码 0x04

地址	名称	类型	说明
0x0000	Loop Freq Hi	uint16	线圈振荡频率，高 16 位 (Hz)
0x0001	Loop Freq Lo	uint16	线圈振荡频率，低 16 位 (Hz)
0x0002	CAPVD	uint16	归一化周期值（算法内部）
0x0003	Origin	uint16	基线值（无车时基准）
0x0004	Variation	int16	当前相对于基线的变化量
0x0005	FW Version	uint16	固件版本，高字节=主版本，低字节=子版本。例 0x0300 = v3.00
0x0006	HW Version	uint16	硬件版本。例 0x0301 = v3.01
0x0007	Freq Sens	uint16	当前灵敏度等级 (0=低, 1=中, 2=高)
0x0008	Condition	uint16	环境活跃度 (0=安静, 1-100=嘈杂)

频率换算：freq_hz = (reg[0] << 16) | reg[1]，单位 Hz。典型空线圈 50–120kHz，有车时下降。

3.3 保持寄存器 (Holding Registers) — 功能码 0x03 / 0x06 / 0x10

地址	名称	范围	默认	R/W	说明
0x0000	Sensitivity	0–2	2	R/W	灵敏度: 0=低(0.330%ΔL/L), 1=中(0.165%), 2=高(0.085%)
0x0001	Output Mode	0–2	0	R/W	0=存在输出, 1=进入脉冲(500ms), 2=离开脉冲(500ms)
0x0002	Hold Time	0–255	0	R/W	有限存在时间 (×5s), 0=永久存在。例 12=60s 后强制释放
0x0003	Output Delay	0–255	10	R/W	离开延时 (×50ms), 例 10=500ms。0=无延时
0x0004	Freq Level	0–1	0	R/W	线圈频率档: 0=高频, 1=低频
0x0005	RS485 Baud	uint32	9600	R	RS485 波特率，只读（通过 BLE 修改）
0x0006	(Baud Lo)	—	—	R	波特率低 16 位
0x0007	RS485 Addr	1–247	1	R	RS485 从机地址，只读（通过 BLE 修改）
0x0008	Protocol	0–1	0	R	当前协议: 0=700BS, 1=Modbus，只读
0x0009	BT Timeout	0–255	0	R/W	蓝牙空闲超时关闭 (分钟), 0=不关闭
0x000A	Safe Timeout	0–255	0	R/W	线圈安全模式超时 (×10s), 0=关闭
0x000B	Opto Func	0–1	0	R	光耦功能: 0=雷达输入, 1=复位，只读（通过 BLE 修改）

只读寄存器 (0x0005–0x0008, 0x000B)：对这些地址写 0x06 返回异常 0x02（Illegal Data Address）。 这些参数只能通过 BLE 小程序修改，避免 RS485 改错后设备失联。

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4. 命令示例

4.1 读离散输入 — 功能码 0x02

读取车辆存在状态：

>>> 01 02 00 00 00 01 B9 F8    (从机1, 读地址0x0000, 1个)
<<< 01 02 01 01 61 8C          (1字节数据=0x01, 有车)

4.2 读输入寄存器 — 功能码 0x04

读取频率 + CAPVD:

>>> 01 04 00 00 00 03 30 1F    (读3个: 频率Hi/Lo + CAPVD)
<<< 01 04 06 00 01 86 A0 11 BB 22 xx xx
    地址 功能 字节数 FreqHi FreqLo CAPVD CRC
    → freq = 0x000186A0 = 100000 Hz
    → CAPVD = 0x11BB

4.3 读保持寄存器 — 功能码 0x03

读取全部检测参数：

>>> 01 03 00 00 00 05 84 09    (读5个: 灵敏度/输出模式/存在时间/延时/频率档)
<<< 01 03 0A 00 02 00 00 00 00 00 0A 00 00 xx xx
    → 灵敏度=2(高), 存在输出, 永久存在, 延时=500ms, 高频

4.4 写单个寄存器 — 功能码 0x06

修改灵敏度为"中"：

>>> 01 06 00 00 00 01 49 F3    (写地址0x0000=1, 中灵敏度)
<<< 01 06 00 00 00 01 49 F3    (回显)

修改输出模式为"进入脉冲"：

>>> 01 06 00 01 00 01 18 33    (写地址0x0001=1, 进入脉冲)
<<< 01 06 00 01 00 01 18 33

4.5 批量写寄存器 — 功能码 0x10

一次写入灵敏度 + 输出模式 + 存在时间(60s) + 延时(200ms):

>>> 01 10 00 00 00 03 06 00 02 00 01 00 0C 00 04 xx xx
    地址 功能 起始 数量 字节 灵敏度=2 模式=1 时间=12 延时=4 CRC
<<< 01 10 00 00 00 03 41 F3    (写入成功)

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5. 功能码支持矩阵

功能码	名称	支持	说明
0x01	Read Coils	✗	不使用
0x02	Read Discrete Inputs	✓	车辆状态、故障、光耦
0x03	Read Holding Registers	✓	读所有配置参数
0x04	Read Input Registers	✓	读传感器数据
0x05	Write Single Coil	✗	不使用
0x06	Write Single Register	✓	写单个参数（安全：只写 R/W 寄存器）
0x0F	Write Multiple Coils	✗	不使用
0x10	Write Multiple Registers	✓	批量写参数
0x11	Report Slave ID	✓	返回设备型号 + 运行状态

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6. 设计决策与注意事项

6.1 为什么不通过 Modbus 修改 RS485 地址/波特率？

如果在 Modbus 通信中写入错误的地址或波特率，设备将立即失联且无法通过同一条总线恢复。 正确的做法：

• 通过 BLE 小程序 修改 RS485 地址和波特率（带外管理通道）
• Modbus 侧只读查询当前值，防止误操作

6.2 参数持久化

• 0x06 或 0x10 写入 Holding Register → 立即更新 RAM → 写入 DataFlash → 返回响应
• Flash 写入失败 → 返回异常码 0x04 (Slave Device Failure)
• 灵敏度写入 0–2 范围之外的值 → 返回异常码 0x03 (Illegal Data Value)

6.3 灵敏度与 ΔL/L 对应关系

灵敏度值	SensTable 进入	ΔL/L 进入	SensTable1 离开	ΔL/L 离开
2 (高)	28	0.085%	16	0.049%
1 (中)	54	0.165%	32	0.098%
0 (低)	108	0.330%	81	0.247%

ΔL/L 越大越不灵敏。高灵敏度 (2) 适合安静环境，低灵敏度 (0) 适合强干扰环境。

6.4 输出模式详解

模式	值	行为
存在输出	0	有车时继电器吸合，车走释放（+离开延时）
进入脉冲	1	车进入时继电器吸合 500ms 后释放
离开脉冲	2	车离开时继电器吸合 500ms 后释放

6.5 实现要点（待编码时参考）

// RS485 方向控制 (PA13)
#define RS485_RE_TX()  GPIOA_SetBits(GPIO_Pin_13)   // 发送
#define RS485_RE_RX()  GPIOA_ResetBits(GPIO_Pin_13)  // 接收

// UART0 中断接收，3.5 字符超时判定帧结束
// CRC16 查表法：poly=0xA001, init=0xFFFF
// 帧间隔: t3.5 = 3.5 × 11 / baud (秒)
//         @9600  = 4.0ms
//         @19200 = 2.0ms
//         @115200= 0.33ms

RS485 半双工时序关键：发送最后一字节后等待 1 字节时间 再切换为接收， 避免 RE 切换过早导致最后一个字节被截断。

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7. 版本历史

版本	日期	作者	变更
V1.0	2026-07-22	wangfq	初版草案：寄存器映射 + 命令示例 + 设计决策