Modbus基本规则

### Modbus基本规则详解 #### 一、Modbus概述 Modbus是一种广泛应用于工业自动化领域的开放式通信协议标准，主要用于连接工业电子设备，如可编程逻辑控制器（PLC）、传感器和其他仪器仪表。它允许这些设备通过RS-485或RS-232等串行接口进行通信。 #### 二、Modbus通信基本原则 根据提供的文档，Modbus的基本通信规则主要包括以下几点： 1. **主从模式**：所有基于RS-485/232的通信回路都采用主从模式。这意味着数据只能由一个主设备（例如PC）发起，并被最多32个从设备接收和响应。 2. **通信初始化**：所有的通信都是由主设备发起的。任何通信请求都不会从从设备开始。 3. **信息帧**：在RS-485/232网络上的所有通信都以信息帧的形式进行。每个信息帧包含必要的控制信息和数据。 4. **未知命令的处理**：如果主设备或从设备接收到包含未知命令的信息帧，则不会对此做出响应。 #### 三、数据帧格式 数据帧的格式对于理解Modbus协议至关重要。具体格式如下： 1. **异步通信**：通信采用异步方式，以字节（数据帧）为单位。 2. **波特率**：支持的波特率有2400、4800、9600、19200bps。 3. **数据帧结构**： - 起始位：1位 - 数据位：8位 - 奇偶校验位：无 - 停止位：1位或2位 #### 四、通信规约 Modbus通信过程中，主设备发送指令到从设备，从设备根据指令执行相应操作，并返回结果给主设备。具体过程包括： 1. **地址码**：从设备的地址范围为1-254。 2. **功能码**：功能码是每次通信的第二个数据。根据功能码的不同，从设备会执行不同的操作。例如： - **01H**：读取开关量状态 - **03H**：读取寄存器数据 - **05H**：设置单个开关量状态 3. **数据区**：数据区的内容根据功能码而变化。 4. **错误校验码（CRC）**：CRC-16用于确保数据的完整性和准确性。CRC码由2个字节组成，发送时低字节在前，高字节在后。 #### 五、CRC-16计算方法 CRC-16码的计算步骤如下： 1. 初始化16位CRC寄存器为十六进制FFFF。 2. 将8位数据与CRC寄存器的低8位进行异或操作，并将结果存入CRC寄存器。 3. 将CRC寄存器的内容向右移动一位，用0填充最高位，并检查移出位。 4. 如果最低位为0，则重复第3步；如果最低位为1，则CRC寄存器与十六进制数A001进行异或。 5. 重复步骤3和4，直到数据中的所有位都被处理完毕。 6. 对下一个数据重复步骤2至5。 7. 最终得到的CRC寄存器值即为CRC码。 #### 六、信息帧格式举例 文档中给出了两个功能码的具体实例： 1. **功能码01H**：读取开关量 - 子机地址为00，读取起始地址为0000H的20H（十进制32）个开关量。 - 开关量07–00的值用十六进制表示为30H，用二进制表示为00110000，开关量07是字节的高位，00是低位，开关量07-00的状态是：OFF-OFF-ON-ON-OFF-OFF-OFF-OFF。 2. **功能码03H**：读取寄存器 - 子机地址为01，读取起始地址为0026H的3个寄存器。 - 主机发送的数据包结构和示例，包括子机地址、功能码、起始地址、读取数量以及CRC码。 通过以上详细解析，我们可以了解到Modbus协议的基本规则及其如何实现设备间的通信。这对于理解和应用Modbus协议具有重要意义。