Modbus协议是一种应用层通信协议，它位于开放系统互联（OSI）模型的第七层，提供了在不同类型的总线或网络上连接的设备之间的客户端/服务器通信。自1979年以来，Modbus已成为工业领域的串行通信事实标准。Modbus协议的特点是结构简单且优雅，能够使数以百万计的自动化设备进行通信。
在Modbus协议中，有多种功能码，每个功能码对应不同的操作命令。Modbus协议支持的功能码主要分为以下几个类别：
1. 读取线圈状态（01）。
2. 读取离散输入状态（02）。
3. 读取保持寄存器（03）。
4. 读取输入寄存器（04）。
5. 写单个线圈（05）。
6. 写单个寄存器（06）。
另外，还有一些功能码是只限于串行线使用的，比如：
7. 读取异常状态（07）。
8. 诊断功能（08）。
9. 获取通信事件计数器（11）。
10. 获取通信事件日志（12）。
除此之外，还有一些涉及写入多个线圈或寄存器的功能码：
11. 写多个线圈（15）。
12. 写多个寄存器（16）。
Modbus协议的数据编码采用的是RTU模式或ASCII模式。在RTU模式中，数据的每个字段都是以二进制的形式表示。在ASCII模式中，数据的每个字段都是以ASCII字符表示。
Modbus数据模型包括一系列的寄存器，这些寄存器被用于存储不同类型的数据，比如线圈状态、离散输入状态、保持寄存器和输入寄存器等。每个寄存器都有一个对应的地址，用于在通信过程中标识特定的数据。
Modbus寻址模型也是Modbus协议中的重要组成部分。Modbus寻址模型用于确定设备地址和寄存器地址，使得客户端能够向正确的设备发送请求，并获取或操作正确寄存器的数据。
Modbus协议还包括了异常响应机制。当服务器无法处理客户端请求时，会返回异常响应给客户端。异常响应包含了特定的异常码，用于标识具体发生了什么错误。
Modbus协议的网络通信可以基于TCP/IP，也可以基于串行通信（如RS-232、RS-485等）。在基于TCP/IP的通信中，Modbus通常运行在TCP/IP协议栈的502端口上。
在Modbus协议的发展历程中，协议的版本号和具体实现细节可能会有所变化，但是其核心理念和通信模型保持一致，这也是Modbus能够保持长久生命力的原因。由于Modbus协议的简单性，它在工业控制领域得到了广泛的应用，并且随着技术的进步，对Modbus的支持和应用也在不断地增长。
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