MBus总线的基础学习

    MBus总线是一种主从式半双工传输总线，采用主叫/应答的方式通信，即只有处于中心地位的主站（Master）发出询问后，从站（Slave）才能向主站传输数据。


MBus的主要特点如下：
1、两线制总线，不分正负极性，施工简单；
2、采用独特的电平特征传输数字信号，抗干扰能力强，传输距离长；
3、可以选着总线供电，降低维护成本；
4、总线型拓扑结构，扩展方便，组网成本低；
5、任一从站的故障不影响整个总线的功能；
6、专门设计的报文格式，满足能耗计量仪表联网和远程读数的需要；




两线电缆通常采用标准电话双绞线，没有正负极之分。
MBus物理层bit流传输具有独特的电平特征。主站到从站的bit流传输通过总线电平切换实现，而从站到主站的bit流传输通过电流调制实现。定义逻辑“1”为MARK，逻辑“0”为SPACE。


Bit                 Bit流的表示                    Bit流传输方向
逻辑“1”（MARK）   22V=<Vmark=<42                 主站到从站
                    0mA=<Imark=<1.5mA              从站到主站
逻辑“0”（SPACE）  12V=<Vspace=<Vmark-10          主站到从站
                    Imark+11mA=<Ispace=<Imark+20mA 从站到主站


MBus协议规定总线处于空闲状态是用逻辑“1”表示，即总线电压维持在Vmark，而每个从站取电流Imark≈1.5mA，即两线制总线上的总电流等于Imark*从站总数。这样无论总线处于空闲状态


还是数据传输状态，总线电压不低于Vspace，每个从站所取电流不小于Imark，这个电流就可用作从站电源。


1.2.2MBus数据链路层
规定了MBus的信号传输方式、字节表示、帧格式以及主从站的连接过程等。
根据物理层的特点，MBus采用半双工、异步串行信号传输方式，波特率为300~9600。
由于MBus的空闲位为逻辑“1”，所以起始位定义为逻辑“0”，而停止位定义为逻辑“1”。这样，一个字节的传输过程中包括起始、数据、校验、停止共11比特，其中至少有一个逻辑“1”


，满足MBbus从站的电平要求。




MBus采用FT1.2异步式字节传输帧格式（IEC870-5-2）,由多个字节组成，传输时字节间不允许停顿。FT1.2定义了三种帧格式，分别是单字节（表1-3）、定长短帧（表1-4）和变长长帧（表1


-5）。
S:表示起始位；
D:未加说明均表示一个字节；
P：表示奇偶校验位；
E：表示停止位；
发送顺序从左至右，从上至下。
单字节（表1-3）
S    D    P    E
0    E5H  1    1


定长短帧（表1-4）
S    D        P    E
0    10H      1    1
0    C字段    P    1
0    A字段    P    1
0    CS字段   P    1
0    16H      1    1


变长长帧（表1-5）
S    D                     P    E
0    68H                   1    1
0    L字段                 P    1
0    L字段                 P    1
0    68H                   1    1
0    C字段                 P    1
0    A字段                 P    1
0    CI字段                P    1
0    用户数据区0~252字节   P    1
0    L字段                 P    1
0    L字段                 P    1
0    16H                   1    1


单字节帧E5H用于接收确认，
定长短帧用于主站向从站发送指令，
变长长帧用于主从站间的数据交换。
后两种格式除了起始字节（如10H，68H）、终止字节（16H）外，
C:控制字段或者叫功能字段，定义了帧的功能、数据流向，保证帧的正确发送和接收。根据C字段的不同，IEC870-5-2将报文帧命名为不同的功能代码，MBus常用的功能代码有SND_NKE(初始化


从站)、SND_UD(向从站发送数据)、REQ_UD2（请求从站发送数据）和RSP_UD(向主站发送数据)。
A:地址字段，范围0~255，表示接收数据或发送数据的从站地址。
L:长度字段，记录变长长帧的长度信息。
CS：校验和字段，通过对前面几个字段求和来检验报文帧是否出现传输错误。
CI：控制信息字段，主要两个方面的功能，一方面是完成主对从的一些配置功能，如设定波特率、从站地址等；另一方面在从站向主站发送测量数据是，CI字段设定了用户数据区的基本参数


，如字节顺序、数据结构等。