ModBus RTU 协议详解

### ModBus RTU 协议详解 #### 一、ModBus RTU协议概述 ModBus RTU（Remote Terminal Unit）是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，它基于串行通信链路上实现对各种智能设备的数据交换。ModBus RTU支持简单的主从模式通信，即一个主机与多个从机之间的通信。 #### 二、ModBus RTU通信的基本结构 ModBus RTU通信主要包括以下几个部分： - **主机请求**：包含设备地址、功能码、数据以及CRC校验码。 - **从机响应**：同样包含设备地址、功能码、数据数目、数据以及CRC校验码。 #### 三、ModBus RTU通信流程 1. **主机发送请求**：主机向从机发送请求信息，包括设备地址、功能码、数据等信息。 2. **从机接收请求**：从机根据接收到的地址码确认是否响应此请求。 3. **从机处理请求**：从机解析功能码并根据功能码执行相应操作。 4. **从机响应**：从机将处理结果发送回主机，包括设备地址、功能码、数据等。 #### 四、ModBus RTU协议关键组成部分 1. **地址码**：每个从机都有一个唯一的地址码，用于标识该从机。在实际应用中，地址码通常是从0到255的范围内的整数。 2. **功能码**：功能码指示从机执行的操作类型，ModBus协议定义了多种功能码，覆盖了常见的读写操作。功能码一般在01到127之间，但实际应用中会根据需求选择部分功能码。 3. **数据区**：数据区包含了具体的数据信息，例如开关量状态、模拟量值等。 4. **CRC校验码**：CRC（Cyclic Redundancy Check）校验码用于检测通信过程中数据的完整性，确保数据正确无误。 #### 五、ModBus RTU协议功能码详解 ##### 功能码“01”：读1路或多路开关量输出状态 **示例**：主机想要读取地址为01的从机上DO1、DO2的输出状态。 - **主机发送的报文格式**： - 从机地址：01 - 功能码：01 - 起始BIT位：0000 - 读数据长度：0002 - CRC码：BDCB - **从机响应的报文格式**： - 从机地址：01 - 功能码：01 - 数据长度：01 - DO状态数据：02 - CRC码：D049 **解析**：此示例中，主机向地址为01的从机发送了读取DO1、DO2输出状态的请求。从机收到请求后，返回了DO1和DO2的状态信息。 ##### 功能码“02”：读1路或多路开关量状态输入 **示例**：主机想要读取地址为01的从机上DI1—DI4的输入状态。 - **主机发送的报文格式**： - 从机地址：01 - 功能码：02 - 起始BIT位：0000 - 读数据长度：0004 - CRC码：79C9 - **从机响应的报文格式**： - 从机地址：01 - 功能码：02 - 数据长度：01 - DI状态数据：0B - CRC码：E04F **解析**：在此示例中，主机向地址为01的从机发送了读取DI1—DI4输入状态的请求。从机返回了DI1—DI4的状态信息。 ##### 功能码“03”：读多路寄存器输入 **示例**：主机想要读取地址为01的从机上起始地址为0116的三个寄存器数据。 - **主机发送的报文格式**： - 从机地址：01 - 功能码：03 - 起始地址：0116 - 读数据长度：0003 - **从机响应的报文格式**：（示例中未给出详细响应信息） **解析**：在此示例中，主机向地址为01的从机发送了读取起始地址为0116的三个寄存器数据的请求。从机需要返回这三个寄存器的数据。 #### 六、CRC校验机制 CRC校验码是ModBus RTU协议中重要的组成部分，用于检测通信过程中数据的完整性。CRC校验算法能够有效检测出数据传输过程中的错误，确保数据的准确性。 #### 七、总结 通过上述分析可以看出，ModBus RTU协议提供了一种简单、可靠的方式来实现不同设备之间的数据交换。其核心组成部分包括地址码、功能码、数据区以及CRC校验码。通过对功能码的应用，可以实现对不同设备的各种操作。此外，CRC校验码的引入提高了数据传输的可靠性，确保了数据的准确无误。在实际应用中，了解这些细节对于正确配置和使用ModBus RTU协议至关重要。