MODBUS通讯协议及编程

MODBUS通讯协议是工业领域广泛使用的一种通讯协议，它的全称是Modicon BUS，最初由Modicon公司开发用于电子控制器之间的通讯。MODBUS通讯协议基于主从架构，可以实现一个主设备（Master）与多个从设备（Slave）之间的数据交换。MODBUS协议简单、开放、灵活，能够支持多种物理层和多种网络拓扑结构，它分为两种基本的传送模式：RTU（Remote Terminal Unit）和ASCII（American Standard Code for Information Interchange），分别对应二进制传输和字符传输。 在编程方面，MODBUS协议的编程通常分为客户端（主设备）和服务器端（从设备）。客户端负责发起请求，而服务器端响应这些请求。编程时，开发者需要关注的是如何构建报文、如何解析响应以及如何处理异常情况。 编程举例通常包含以下步骤： 1. 初始化MODBUS协议参数（例如设备地址、功能码等）。 2. 构建MODBUS请求报文，这些报文包含了地址、功能码、数据以及校验和。 3. 发送请求报文并等待从设备响应。 4. 解析从设备的响应报文，校验和处理异常。 5. 处理数据，例如读取或写入数据。 MODBUS RTU模式是一种二进制格式，它使用紧凑的二进制编码来减少字符传输所需的时间和空间。RTU模式的帧结构包括设备地址、功能码、数据和CRC校验。RTU格式适用于较远距离的通信。 MODBUS ASCII模式使用ASCII字符来表示数据，这意味着它比RTU模式占用更多的带宽和时间。ASCII模式的帧结构同样包含设备地址、功能码、数据和CRC校验。ASCII模式主要适用于较近距离且不太要求通信速率的场合。 关于CRC校验，它是循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check）的缩写，用于检测数据在传输过程中是否出现错误。CRC是通过对数据块进行某种数学运算得到一个固定位数（例如16位）的校验码，并将这个校验码附加到数据帧的尾部。接收方对收到的数据进行相同的运算，比较计算出的CRC码与接收到的CRC码，如果两者相同则表示数据传输正确。 在使用MODBUS协议进行通讯时，需要严格遵守协议规范，包括报文格式、帧间隔、最大响应时间等。不同设备或系统之间的兼容性也依赖于这些规则的严格遵守。 MODBUS通讯协议及其编程涵盖了丰富的知识点，包括协议本身的工作原理、网络结构、两种传输模式RTU和ASCII、报文构成、CRC校验以及编程实现的相关技术细节。掌握这些内容对于在工业自动化等领域的应用开发非常关键。