MODBUS通讯协议及编程.doc

MODBUS通讯协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信标准，尤其在PLC、传感器和仪表之间进行数据交换时。本文主要关注的是MODBUS RTU协议及其编程，RTU代表远程终端单元，是MODBUS协议的一种变体，它以二进制的形式传输数据，效率较高。 在MODBUS RTU协议中，通信过程基于独立的信息头和编码数据。信息帧结构包括以下几个部分： 1. **起始位**：1位8位二进制，标志着数据传输的开始。 2. **地址码**：1字节，用于指定接收数据的从机地址。从机地址范围为0-255，每个从机应有唯一的地址。 3. **功能码**：1字节，指示从机应执行的操作。例如，功能码03用于读取数据，功能码06用于重置单一寄存器。 4. **数据区**：根据功能码的不同，数据区可包含实际数值、设置点等信息。例如，读取寄存器操作需要提供起始地址和读取长度。 5. **错误校验码**：16位CRC（冗余循环码），用于检测传输过程中可能出现的错误。 **通讯规约**规定，当主机发送信息时，符合地址码的从机会接收并处理信息，然后返回包含执行结果的响应。如果从机执行成功，其响应中的功能码与主机发送的一致；若出现错误，从机会设置功能码的最高位为1。 **CRC校验**是MODBUS RTU协议中重要的错误检测机制。计算CRC码时，首先将16位寄存器预设为FFFF（16进制），然后逐位进行异或操作，每次处理8位数据。每处理完一个字节，寄存器内容右移一位，根据最低位决定是否需要再次异或。寄存器的值即为CRC码。 MODBUS RTU协议的编程通常涉及以下步骤： 1. **初始化**：设置串口参数，如波特率、数据位、奇偶校验和停止位，确保与从机一致。 2. **构建信息帧**：根据所需功能码和数据，按照协议格式构造信息帧。 3. **计算CRC码**：应用上述CRC计算方法，生成正确的校验码并添加到信息帧末尾。 4. **发送信息**：通过串行接口将信息帧发送给从机。 5. **接收响应**：监听从机返回的响应，检查CRC码以确认数据完整性。 6. **解析数据**：从响应中提取有用信息，执行相应操作。 MODBUS协议因其简单性和广泛支持，成为工业通信的首选。理解和掌握MODBUS RTU协议及其编程是实现设备间有效通信的关键。在实际应用中，开发者需要根据具体设备的文档和功能来编写适配的MODBUS通信程序。