标准MODBUS通讯协议共享

### 标准MODBUS通讯协议共享 #### Modbus通讯协议概览 Modbus是一种广泛使用的工业标准协议，用于实现各种工业设备之间的数据交换。本文档旨在详细介绍标准MODBUS通讯协议的相关知识点，帮助读者理解其核心概念和技术细节。 #### 传输模式 **RTU (Remote Terminal Unit) 模式** - **基本特性**：Modbus标准支持两种传输模式——ASCII和RTU。本文档主要介绍RTU模式。 - **优势**：相比ASCII模式，RTU模式可以在相同的波特率下传输更多数据。 - **编码系统**：RTU模式使用8位二进制编码，支持十六进制数值如09、AF等。每8位字节包含两个4位的十六进制字符。 - **字节结构**：每个字节包含1个起始位、8个数据位（最小有效位先发送）、1个奇偶校验位（可选）以及1个停止位（有校验时）或2个停止位（无校验时）。 - **错误检测**：采用CRC（循环冗余校验）进行错误检测。 #### 消息帧 - **组成结构**：在RTU模式下，消息帧由以下几部分组成： - **地址域**：8位长度，标识目标设备。 - **功能代码**：表示请求执行的具体操作。 - **数据数**：表示随后的数据域包含的数据项数量。 - **数据1-n**：具体的数据内容。 - **CRC**：由两个字节组成，用于校验数据完整性。 - **传输规则**：消息之间需间隔至少3.5个字符时间，以区分不同的消息。 #### 功能代码 Modbus协议定义了一系列的功能代码，用于指定不同的操作： - **01H 读取线圈状态**：读取一系列线圈的状态。 - **03H 读取保持寄存器**：读取一个或多个保持寄存器的内容。 - **05H 写单个线圈**：设置一个线圈的状态。 - **06H 写单个保持寄存器**：写入一个保持寄存器的值。 - **0FH 写多个线圈**：设置多个线圈的状态。 - **10H 写多个保持寄存器**：写入多个保持寄存器的值。 #### Modbus层次结构 Modbus协议采用分层设计，主要包括物理层、链路层和应用层。其中，链路层负责数据帧的封装与解封装，而应用层定义了具体的通信服务和功能代码。 #### 命令层详解 - **命令定义**：定义了用于执行特定任务的指令集。 - **消息帧格式**：详细描述了如何构建消息帧来发送和接收数据。 - **Modbus编址**： - **地址格式**：每个设备都有一个唯一的地址，用于标识网络中的不同设备。 - **数据类型**：包括线圈、离散输入、保持寄存器和输入寄存器等不同类型的数据。 - **变量类型和偏移量**：定义了不同类型的变量及其在内存中的偏移量。 #### 命令解释示例 - **01H 读取一组开关量**：通过该功能代码，主站可以查询从站的开关状态。 - **03H 读一个或多个寄存器**：用于读取一个或多个保持寄存器的值。 - **05H 写一个开关量**：允许更改从站的一个开关状态。 - **06H 写一个寄存器**：用于写入一个保持寄存器的值。 - **0FH 写多个开关量**：批量更新多个开关状态。 - **10H 写多个寄存器**：批量写入多个保持寄存器的值。 #### 附录 - **异常代码**：定义了一组异常响应代码，用于指示发生错误的原因。 - **CRC检测**： - **CRC校验**：描述了如何计算和验证CRC值。 - **函数实现**：提供了一个示例函数，用于计算CRC值。 - **通讯格式**：详细规定了消息帧的格式和传输规则。 ### 总结 本文档深入探讨了标准MODBUS通讯协议的关键知识点，包括传输模式、消息帧结构、功能代码、命令层详解及附录等内容。通过这些内容的学习，读者能够更好地理解和应用MODbus协议，实现设备间的有效通信。希望本文档能对广大技术人员有所帮助，并促进资源共享和技术交流。