Modbus_通讯协议详解
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Modbus通讯协议详解一、引言Modbus通讯协议是一种常用的串行通信协议,广泛应用于工业自动化领域。
本文将详细解析Modbus通讯协议的基本原理、数据格式、通信流程以及常见问题。
二、基本原理1. Modbus通讯协议采用主从结构,主要包括一个主站和多个从站。
主站负责发起通信请求,从站负责响应请求并返回数据。
2. Modbus通讯协议基于传统的串行通信方式,支持RS-232、RS-485等物理层接口。
3. Modbus通讯协议采用简单的请求/响应模式,主站发送请求帧,从站响应并返回数据帧。
三、数据格式1. Modbus通讯协议的数据单元被称为“寄存器”,分为输入寄存器(Input Register)、保持寄存器(Holding Register)、线圈(Coil)和离散输入(Discrete Input)四种类型。
2. 输入寄存器用于从站向主站传输只读数据,保持寄存器用于双向传输读写数据,线圈用于从站向主站传输开关量数据,离散输入用于主站向从站传输只读开关量数据。
3. Modbus通讯协议采用16位的数据单元标识符,用于标识寄存器的类型和地址。
4. 数据帧包括起始符、设备地址、功能码、数据区、错误校验等字段。
四、通信流程1. 主站向从站发送请求帧,请求帧包括设备地址、功能码、数据区等字段。
2. 从站接收到请求帧后,根据功能码执行相应的操作,并将结果存储在数据区中。
3. 从站发送响应帧,响应帧包括设备地址、功能码、数据区等字段。
4. 主站接收到响应帧后,解析数据区中的结果,并进行相应的处理。
五、常见问题1. Modbus通讯协议的数据传输是基于字节的,因此在不同字节序的系统中需要进行字节序转换。
2. Modbus通讯协议的速率、数据位、停止位和校验位等参数需要保持一致,否则通信将无法建立。
3. Modbus通讯协议的设备地址是唯一的,主站通过设备地址来区分不同的从站。
4. Modbus通讯协议的功能码定义了不同的操作类型,主站通过功能码来指定所需的操作。
modbus 通讯协议解析Modbus通讯协议解析1. 引言(100字左右)在工业控制系统中,通讯协议扮演着关键角色,以确保设备之间的有效通信。
其中,Modbus通讯协议成为了最常用和广泛应用的协议之一。
本文将逐步解析Modbus通讯协议从起源到应用的全过程,旨在帮助读者更好地理解和应用该协议。
2. Modbus的历史(200字左右)Modbus协议于1979年由Modicon公司(现为施耐德电气旗下品牌)开发,旨在连接可编程逻辑控制器(PLC)与其他电子设备,以实现数据交换。
Modbus通讯协议于2004年成为开放标准,并由Modbus-IDA (Modbus-IDA:现在是Modbus-IDA和Modbus-IDA用户组合并成的Modbus委员会)进行维护。
3. Modbus通讯协议概述(400字左右)Modbus协议采用了一种基于串行通信的主从机结构,支持大量不同设备之间的通信。
Modbus通讯协议使用了简化的应用层协议数据单元(ADU),其中包含了功能代码、数据和错误检查等信息。
Modbus协议支持不同的物理层和传输层,包括串行通信(如RS-232、RS-485等)和以太网通信(如TCP/IP)。
在串行通信中,Modbus协议基于传统的ASCII或RTU格式进行数据的传输,而在以太网通信中,Modbus协议使用TCP/IP协议进行数据的传输。
Modbus协议提供了多种不同类型的功能码,包括读取和写入数据寄存器、读取和写入线圈等操作。
通过这些功能码,设备可以实现数据的读取和写入以及对设备进行控制。
4. Modbus协议的应用范围(300字左右)Modbus通讯协议广泛应用于工业自动化系统中,特别是在控制系统和传感器/执行器之间的通信中。
例如,Modbus协议可用于读取和写入传感器的数据,控制执行器的操作,以及与其他控制设备进行通信。
Modbus协议作为一种开放的通讯协议,使得不同供应商的设备之间能够实现互操作性。
Modbus通讯协议详解协议简介:Modbus是一种通信协议,用于在自动化系统中传输数据。
它是一种简单、开放、易于实现的协议,广泛应用于工业控制领域。
本文将详细介绍Modbus通讯协议的结构、功能以及使用方法。
一、协议结构Modbus协议由两个主要部分组成:应用层和传输层。
1. 应用层应用层定义了数据的格式和传输方式。
它包括以下几个部分:- 功能码:用于标识数据传输的类型,如读取数据、写入数据等。
- 数据地址:用于指定要读取或写入的数据的位置。
- 数据长度:用于指定要读取或写入的数据的长度。
- 数据值:要读取或写入的实际数据。
2. 传输层传输层定义了数据的传输方式。
Modbus协议支持多种传输方式,包括串行通信和以太网通信。
其中,串行通信使用RS-232、RS-485等物理层协议,以太网通信使用TCP/IP协议。
二、功能码Modbus协议定义了一系列功能码,用于标识数据传输的类型。
以下是一些常用的功能码:1. 读取线圈状态(功能码:01)该功能码用于读取线圈的状态,即开关量的状态。
通过指定起始地址和数量,可以一次性读取多个线圈的状态。
2. 读取输入状态(功能码:02)该功能码用于读取输入的状态,即传感器的状态。
通过指定起始地址和数量,可以一次性读取多个输入的状态。
3. 读取保持寄存器(功能码:03)该功能码用于读取保持寄存器的值,即模拟量的值。
通过指定起始地址和数量,可以一次性读取多个保持寄存器的值。
4. 读取输入寄存器(功能码:04)该功能码用于读取输入寄存器的值,即模拟量的值。
通过指定起始地址和数量,可以一次性读取多个输入寄存器的值。
5. 写单个线圈(功能码:05)该功能码用于写入单个线圈的状态,即开关量的状态。
通过指定线圈地址和状态值,可以实现对单个线圈的写入操作。
6. 写单个保持寄存器(功能码:06)该功能码用于写入单个保持寄存器的值,即模拟量的值。
通过指定寄存器地址和值,可以实现对单个保持寄存器的写入操作。
Modbus通讯协议详解一、概述Modbus通讯协议是一种用于工业自动化领域的通讯协议,它允许不同的设备之间进行数据交换。
本文将详细介绍Modbus通讯协议的基本原理、通讯方式、数据帧格式以及常用功能码等内容。
二、基本原理Modbus通讯协议采用主从结构,其中主机负责发起通讯请求,从机负责响应请求并返回数据。
通讯过程中,主机通过发送请求帧来读取或写入从机的数据。
从机收到请求后进行相应的处理,并将结果返回给主机。
三、通讯方式Modbus通讯协议支持串行通讯和以太网通讯两种方式。
1. 串行通讯串行通讯采用RS-232或RS-485等物理层接口,通讯速率可根据实际需求进行设置。
在串行通讯中,主机通过发送特定的数据帧来与从机进行通讯。
2. 以太网通讯以太网通讯采用TCP/IP协议栈,通讯速率较高。
主机通过发送TCP报文与从机进行通讯,其中Modbus协议位于应用层。
四、数据帧格式Modbus通讯协议中的数据帧由起始符、地址、功能码、数据、校验等字段组成。
1. 起始符起始符用于标识数据帧的开始,通常为一个字节的0xFF。
2. 地址地址字段用于指定从机的地址,主机通过地址来选择与哪个从机进行通讯。
地址长度为一个字节,取值范围为1-247。
3. 功能码功能码用于指定通讯请求的类型,不同的功能码对应不同的操作。
常用的功能码包括读取线圈状态、读取输入状态、读取保持寄存器、写单个寄存器等。
4. 数据数据字段用于存储通讯请求或响应的数据。
数据的长度和格式取决于具体的功能码和操作类型。
5. 校验校验字段用于检测数据的完整性,常用的校验算法包括CRC校验和LRC校验。
五、常用功能码Modbus通讯协议定义了一系列功能码,用于实现不同的通讯操作。
1. 读取线圈状态(功能码:0x01)该功能码用于读取从机中的线圈状态,线圈状态为开(1)或闭(0)。
2. 读取输入状态(功能码:0x02)该功能码用于读取从机中的输入状态,输入状态为开(1)或闭(0)。
MODBUS协议详细讲解在现代工业自动化控制领域,通信协议扮演着至关重要的角色,它就像是信息传递的“交通规则”,确保各个设备之间能够准确、高效地交流。
其中,MODBUS 协议就是一种广泛应用的通信协议。
接下来,让我们深入了解一下这个强大而实用的协议。
MODBUS 协议诞生于 1979 年,是由 Modicon(现为施耐德电气公司的一个品牌)公司开发的一种串行通信协议。
它的出现主要是为了满足工业环境中不同设备之间的通信需求,实现数据的可靠传输和共享。
MODBUS 协议具有多种特点,使其在工业控制领域备受青睐。
首先,它是一种开放的标准协议,这意味着任何设备制造商都可以免费使用和实现它,从而促进了设备之间的互操作性。
其次,MODBUS 协议相对简单易懂,易于实现和集成到各种设备中。
再者,它支持多种物理介质进行通信,如串口(RS-232、RS-485 等)和以太网,具有很强的适应性。
从通信模式来看,MODBUS 协议主要有两种工作模式:ASCII 模式和 RTU 模式。
在 ASCII 模式下,每个字节都被编码为两个 ASCII 字符进行传输;而 RTU 模式则直接传输二进制数据,效率相对较高。
MODBUS 协议的消息帧结构也有其特定的规范。
无论是 ASCII 模式还是 RTU 模式,消息帧都包含地址域、功能码、数据域和校验域等部分。
地址域用于标识通信的从设备;功能码则指示了要执行的操作,比如读取数据、写入数据等;数据域则包含了具体的操作数据;校验域用于保证数据传输的准确性。
在实际应用中,MODBUS 协议可以实现多种功能。
比如,通过读取输入寄存器,可以获取传感器等设备的状态信息;通过写入保持寄存器,可以控制执行器的动作。
此外,还可以进行位操作,如读取线圈状态、写入线圈等。
MODBUS 协议的应用场景非常广泛。
在工厂自动化中,它可以用于连接 PLC(可编程逻辑控制器)、传感器、仪表等设备,实现生产过程的监控和控制。
MODBUS协议详细讲解MODBUS协议是一种用于工业自动化领域的通信协议,它被广泛应用于各种设备间的数据交换和通信。
本文将详细介绍MODBUS协议的原理、结构和工作方式,以及其常见的应用场景和优势。
一、协议概述MODBUS协议是一种基于主从结构的通信协议,它定义了一系列规范和命令格式,用于实现不同设备之间的数据传输和通信。
该协议最早由Schneider Electric公司于1979年提出,目前已成为工业自动化领域最常用的通信协议之一。
MODBUS协议主要分为MODBUS ASCII和MODBUS RTU两种传输模式,其中MODBUS RTU是应用最广泛的一种模式,采用二进制编码来进行数据传输,具有较高的效率和可靠性。
二、协议结构MODBUS协议主要由两个部分组成:应用层和传输层。
1. 应用层:应用层定义了MODBUS协议中的命令格式和数据格式。
它主要包含了读取和写入数据的命令,如读取线圈状态、读取输入状态、读取保持寄存器和读取输入寄存器等。
这些命令可以通过主设备向从设备发送,并获取相应的响应。
2. 传输层:传输层定义了MODBUS协议中数据的传输方式和物理层面的连接。
MODBUS RTU采用串行通信方式,使用RS-485或RS-232接口进行连接,而MODBUS ASCII则采用ASCII字符进行传输。
三、工作方式MODBUS协议的工作方式通常涉及一个主设备和多个从设备之间的通信。
1. 主设备:主设备负责发送命令并接收从设备的响应。
它可以是一个计算机、PLC或其他支持MODBUS协议的设备。
2. 从设备:从设备接收主设备发送的命令,并做出相应的响应。
从设备通常是传感器、执行器、数据采集设备等。
在通信过程中,主设备通过MODBUS协议中定义的命令向从设备发送读取或写入数据的请求,从设备接收到命令后进行处理,并将结果通过响应报文返回给主设备。
四、应用场景MODBUS协议在工业自动化领域有广泛的应用,特别适用于以下场景:1. 监控系统:MODBUS协议可用于实时监控和控制工业设备,如温度监测、湿度监测、电流监测等。
Modbus通讯协议详解一、引言Modbus通讯协议是一种常用于工业控制系统中的通信协议,它基于主从结构,用于实现不同设备之间的数据交换。
本文将详细介绍Modbus通讯协议的基本原理、通信方式、数据格式以及常见应用场景。
二、协议原理Modbus通讯协议是基于串行通信的协议,它使用简单的请求/响应模式进行数据交换。
协议包括两种通信方式:Modbus ASCII和Modbus RTU。
Modbus ASCII使用ASCII码表示数据,而Modbus RTU使用二进制码表示数据。
协议规定了数据的传输格式、通信命令、错误检测等。
三、通信方式1. Modbus ASCII通信方式Modbus ASCII通信方式使用ASCII码表示数据,每个字节使用两个ASCII字符表示,其中包括一个校验和。
通信过程中,主站发送请求命令,从站接收并处理请求,然后从站发送响应。
请求和响应之间使用回车换行符进行分隔。
2. Modbus RTU通信方式Modbus RTU通信方式使用二进制码表示数据,每个字节使用8位二进制表示。
通信过程中,主站发送请求命令,从站接收并处理请求,然后从站发送响应。
请求和响应之间使用帧间隔进行分隔。
四、数据格式1. Modbus ASCII数据格式Modbus ASCII数据格式由起始字符、从站地址、功能码、数据区、校验和和结束字符组成。
起始字符是冒号,结束字符是回车换行符。
校验和是通过对除起始字符和校验和本身外的所有字符进行异或运算得到的。
2. Modbus RTU数据格式Modbus RTU数据格式由从站地址、功能码、数据区、CRC校验和组成。
CRC校验和是通过对从站地址、功能码和数据区的所有字节进行CRC校验运算得到的。
五、常见应用场景Modbus通讯协议广泛应用于工业自动化领域,常见的应用场景包括:1. 监控系统:通过Modbus通讯协议,可以实现对各种传感器、仪表的数据采集和监控。
2. 控制系统:Modbus通讯协议可用于实现对各种执行器、控制器的控制和调节。
modbus通讯协议详解1、Modbus 协议简介 Modbus协议是⼀种已⼴泛应⽤于当今⼯业控制领域的通⽤通讯协议。
通过此协议,控制器相互之间、或控制器经由⽹络(如以太⽹)可以和其它设备之间进⾏通信。
Modbus协议使⽤的是主从通讯技术,即由主设备主动查询和操作从设备。
⼀般将主控设备⽅所使⽤的协议称为Modbus Master,从设备⽅使⽤的协议称为Modbus Slave。
典型的主设备包括⼯控机和⼯业控制器等;典型的从设备如PLC可编程控制器等。
Modbus通讯物理接⼝可以选⽤串⼝(包括RS232、RS485和RS422),也可以选择以太⽹⼝。
其通信遵循以下的过程:主设备向从设备发送请求从设备分析并处理主设备的请求,然后向主设备发送结果如果出现任何差错,从设备将返回⼀个异常功能码 此协议定义了⼀个控制器能认识使⽤的消息结构,⽽不管它们是经过何种⽹络进⾏通信的。
它描述了⼀控制器请求访问其它设备的过程,如何回应来⾃其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。
它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在Modbus⽹络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产⽣何种⾏动。
如果需要回应,控制器将⽣成反馈信息并⽤Modbus协议发出。
在其它⽹络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此⽹络上使⽤的帧或包结构。
这种转换也扩展了根据具体的⽹络解决节地址、路由路径及错误检测的⽅法。
Modbus的⼯作⽅式是请求/应答,每次通讯都是主站先发送指令,可以是⼴播,或是向特定从站的单播;从站响应指令,并按要求应答,或者报告异常。
当主站不发送请求时,从站不会⾃⼰发出数据,从站和从站之间不能直接通讯。
Modbus协议是应⽤层(协议层)报⽂传输协议,它定义了⼀个与物理层⽆关的协议数据单元(PDU),即PDU=功能码+数据域,功能码1byte,数据域不确定。
Modbus协议能够应⽤在不同类型的总线或⽹络。
Modbus通讯协议详解Modbus通讯协议是一种用于工业自动化领域的通信协议,常用于连接不同设备之间的数据传输。
本文将详细介绍Modbus通讯协议的基本原理、通信方式、数据帧格式以及常见的功能码。
1. 基本原理Modbus通讯协议是基于主从架构的协议,其中主机负责发起通信请求,从机负责响应请求并提供数据。
通信过程中,主机通过读写寄存器的方式与从机进行数据交换。
2. 通信方式Modbus通讯协议支持串行通信和以太网通信两种方式。
在串行通信中,常用的物理层协议有RS-232、RS-485等;而在以太网通信中,常用的物理层协议有TCP/IP协议。
3. 数据帧格式Modbus通讯协议的数据帧格式包括起始符、地址字段、功能码字段、数据字段和校验字段。
- 起始符:起始符用于标识数据帧的开始,通常为一个字节的值,如0x3A。
- 地址字段:地址字段用于指定从机的地址,通常为一个字节的值,范围为1-247。
- 功能码字段:功能码字段用于指定通信请求的类型,包括读取寄存器、写入寄存器等功能。
- 数据字段:数据字段用于存储通信请求或响应的数据,其长度根据具体功能码而定。
- 校验字段:校验字段用于校验数据的完整性,通常采用CRC校验算法。
4. 常见功能码Modbus通讯协议定义了一系列功能码,用于实现不同的通信请求。
- 读取线圈状态:功能码为0x01,用于读取从机的线圈状态。
- 读取输入状态:功能码为0x02,用于读取从机的输入状态。
- 读取保持寄存器:功能码为0x03,用于读取从机的保持寄存器数据。
- 读取输入寄存器:功能码为0x04,用于读取从机的输入寄存器数据。
- 写单个线圈:功能码为0x05,用于写入从机的单个线圈状态。
- 写单个寄存器:功能码为0x06,用于写入从机的单个寄存器数据。
5. 通信过程Modbus通讯协议的通信过程如下:- 主机发送请求:主机向从机发送读写请求,包括从机地址、功能码和数据字段。
- 从机响应请求:从机接收到请求后,根据功能码进行相应的处理,并将结果返回给主机。
Modbus 协议详解协议介绍:Modbus 是一种通信协议,用于在不同设备之间传输数据。
它广泛应用于工业自动化领域,特殊是在监控和控制系统中。
本文将详细介绍 Modbus 协议的基本原理、数据格式、功能码以及常见的应用场景。
一、基本原理:Modbus 协议采用主从结构,其中主机负责发起请求并控制通信过程,从机负责响应请求并提供所需的数据。
通信可以通过串行通信(RS-232/RS-485)或者以太网进行。
二、数据格式:1. Modbus RTU:采用二进制编码,每一个数据字节使用 8 位表示。
每一个数据帧由起始位、地址域、功能码、数据域、错误检测和住手位组成。
2. Modbus ASCII:采用可见字符编码,每一个数据字节使用 2 个 ASCII 字符表示。
每一个数据帧由起始字符、地址域、功能码、数据域、错误检测和结束字符组成。
3. Modbus TCP:采用基于 TCP/IP 的通信方式,数据以字节流的形式传输。
每一个数据帧由事务标识符、协议标识符、长度字段、单元标识符、功能码、数据域和错误检测组成。
三、功能码:1. 读取线圈状态(功能码 01):用于读取从机的开关量输出状态。
2. 读取输入状态(功能码 02):用于读取从机的开关量输入状态。
3. 读取保持寄存器(功能码 03):用于读取从机的摹拟量输出状态。
4. 读取输入寄存器(功能码 04):用于读取从机的摹拟量输入状态。
5. 强制单个线圈(功能码 05):用于控制从机的开关量输出状态。
6. 预置单个寄存器(功能码 06):用于设置从机的摹拟量输出状态。
7. 强制多个线圈(功能码 15):用于同时控制从机的多个开关量输出状态。
8. 预置多个寄存器(功能码16):用于同时设置从机的多个摹拟量输出状态。
四、应用场景:1. 监控系统:Modbus 协议可用于监控系统中的数据采集和状态监测。
通过读取输入状态和输入寄存器,可以实时获取设备的状态信息。
第一章Modbus协议□介绍Modbus协议介绍□两种串行传输模式□信息帧□错误检查方法Modbus协议介绍Modbus可编程控制器之间可相互通讯,也可与不同网络上的其他设备进行通讯,支撑网络有Modicon的Modbus和Modbus+工业网络。
网络信息存取可由控制器内置的端口,网络适配器以及Modicon提供的模块选件和网关等设备实现,对OEM(机械设备制造商)来说,Modicon可为合作伙伴提供现有的程序,可使Modbus+网络紧密地集成到他们的产品设计中去。
Modicon的各种控制器使用的公共语言被称为Modbus协议,该协议定义了控制器能识别和使用的信息结构。
当在Modbus网络上进行通讯时,协议能使每一台控制器知道它本身的设备地址,并识别对它寻址的数据,决定应起作用的类型,取出包含在信息中的数据和资料等,控制器也可组织回答信息,并使用Modbus协议将此信息传送出去。
在其他网络上使用时,数据包和数据帧中也包含着Modbus协议。
如,Modbus+或MAP网络控制器中有相应的应用程序库和驱动程序,实现嵌入式Modbus协议信息与此网络中用子节点设备间通讯的特殊信息帧的数据转换。
该转换也可扩展,处理节点地址,路由,和每一个特殊网络的错误检查方法。
如包含在Modbus协议中的设备地址,在信息发送前就转换成节点地址,错误检查区也用于数据包,与每个网络的协议一致,最后一点是需用Modbus协议,写入嵌入的信息,定义应处理的动作。
图1说明了采用不同通讯技术的多层网络中设备的互连方法。
在信息交换中,嵌入到每个网络数据包中的Modbus 协议,提供了设备间能够交换数据的公共的语言。
图1:Modbus 协议应用示意图* MB+为 Modbus主处理器4个Modus设备或网络编程器 编程器(去MB+)S980(去MAP) AT/HC-984 和 HOST/MMHI AT/HC-984HOST/MMHI 984A/B 和S985Modbus 上的数据传输Modicon 控制器上的标准Modbus 端口是使用一个RS-232兼容的串行接口,定义了连接器,接线电缆,信号等级,传输波特率,和奇偶校验,控制器可直接或通过调制解调器(以后简称Modems)接入总线(网络)。
控制器通讯使用主从技术,即主机能起动数据传输,称查询。
而其它设备(从机)应返回对查询作出的响应,或处理查询所要求的动作。
典应的主机设备应包括主处理器和编程器。
典应的从机包括可编程控制器。
主机可对各从机寻址,发出广播信息,从机返回信息作为对查询的响应。
从机对于主机的广播查询,无响应返回Modbus 协议报据设备地址,请求功能代码,发送数据,错误校验码,建立了主机查询格式,从机的响应信息也用Modbus 协议组织,它包括确认动作的代码,返回数据和错误校验码。
若在接收信息时出现一个错误或从机不能执行要求的动作时,从机会组织一个错误信息。
并向主机发送作为响应。
在其它总线上传输数据除标准的Modbus 功能外,有些Modcon 控制器内置端口或总线适配器,在Modbus+总线上实现通讯或使用网络适配器,在MAP 网络上通讯。
在这些总线上,控制器间采用对等的技术进行通讯,即任意一个控制器可向其它控制器启动数据传送。
因此,一台控制器既可作为从机,也可作为主机,常提供多重的内部通道,允许并列处理主机和从机传输数据在信息级,尽管网络通讯方法是对等的,但Modbus 协议仍采用主从方式,若一台控制器作为主机设备发送一个信息,则可从一台从机设备返回一个响应,类似,当一台控制器接受信息时,它就组织一个从机设备的响应信息,并返回至原发送信息的控制器。
查询响应周期:图2:主从查询响应周期查询:查询中的功能代码为被寻址的从机设备应执行的动作类型。
数据字节中包含从机须执行功能的各附加信息,如功能代码03将查询从机,并读保持寄存器。
并用寄存器的内容作响应。
该数据区必须含有告之从机读取寄存器的起始地址及数量,错误校验区的一些信息,为从机提供一种校验方法,以保证信息内容的完整性。
响应:从机正常响应时,响应功能码是查询功能码的应答,数据字节包含从机采集的数据,如寄存器值或状态。
如出现错误,则修改功能码,指明为错误响应。
并在数据字节中含有一个代码,来说明错误,错误检查区允许主机确认有效的信息内容。
主机查询信息设备地址功能代码8 位数据字节错误校验 设备地址 功能代码 8 位 数据字节 错误校验从机响应信息两种串行传输模式控制器可使用ASCII或RTU通讯模式,在标准Modbus上通讯。
在配置每台控制器时,用户须选择通讯模式以及串行口的通讯参数。
(波特率,奇偶校验等),在Modbus总线上的所有设备应具有相同的通讯模式和串行通讯参数。
选择ASCII或RTU模式用于标准的Modbus总线。
它定义了总线上串行传输信息区的“位”的含义,决定信息打包及解码方法。
如在MAP和Modbus+总线上时,Modbus信息以帧的方式出现,并与串行传输无关,如请求读保持寄存器可以在Modbus+上的两个控制器之间处理,而与使用的控制器的Modbus端口无关。
ASCII 模式当控制器以ASCII模式在Modbus总线上进行通讯时,一个信息中的每8位字节作为2个ASCII字符传输的,这种模式的主要优点是允许字符之间的时间间隔长达IS,也不会出现错误。
ASCII码每一个字节的格式:编码系统:16进制,ASCII字符0-9,A-F 1个16进制数据位:1起始位7位数据,低位先送奇/偶校验时1位;无奇偶校验时0位(LRC)1位带校验1停止位;无校验2止位错误校验区:纵向冗余校验RTU模式控制器以RTU模式在Modbus总线上进行通讯时,信息中的每8位字节分成2个4位16进制的字符,该模式的主要优点是在相同波特率下其传输的字符的密度高于ASCII模式,每个信息必须连续传输。
RTU模式中每个字节的格式:编码系统:8位二进制,十六进制0-9,A-F数据位:1起始位8位数据,低位先送奇/偶校验时1位;无奇偶校验时0位停止位1位(带校验);停止位2位(无校验)带校验时1位停止位;无校验时2位停止位错误校验区:循环冗余校验(CRC)Modbus信息帧何论是ASCII模式还是RTU模式,Modbus信息以帧的方式传输,每帧有确定的起始点和结束点,使接收设备在信息的起点开始读地址,并确定要寻址的设备(广播时对全部设备),以及信息传输的结束时间。
可检测部分信息,错误可作为一种结果设定。
对MAP或Modbus+协议可对信息帧的起始和结束点标记进行处理,也可管理发送至目的地的信息,此时,信息传输中Modbus数据帧内的目的地址已无关紧要,因为Modbus+地址已由发送者或它的网络适配器把它转换成网络节点地址和路由。
ASCII帧在ASCII模式中,以(:)号(ASCII3AH)表示信息开始,以回撤一换行键(CRLF) (ASCII OD和OAH)表示信息结束。
对其它的区,允许发送的字符为16进制字符0-9,A-F。
网络中设备连续检测并接收一个冒号(:)时,每台设备对地址区解码,找出要寻址的设备。
字符之间的最大间隔为1S,若大于1S,则接收设备认为出现了一个错误。
典型的信息帧见下表图3 ASCII信息帧例外:对于584和984A/B/X控制器,一个ASCII信息可在LRC区后正常终止,而不需发送CRLF字符,此时出现>IS的时间间隔,控制器也将认为是正常中断。
RTU帧RTU模式中,信息开始至少需要有3.5个字符的静止时间,依据使用的波特率,很容易计算这个静止的时间(如下图中的T1-T2-T3-T4)。
接着,第一个区的数据为设备地址。
各个区允许发送的字符均为16进制的0-9,A-F。
网络上的设备连续监测网络上的信息,包括静止时间。
当接收第一个地址数据时,每台设备立即对它解码,以决定是否是自己的地址。
发送完最后一个字符号后,也有一个3.5个字符的静止时间,然后才能发送一个新的信息。
整个信息必须连续发送。
如果在发送帧信息期间,出现大于1.5个字符的静止时间时,则接收设备刷新不完整的信息,并假设下一个地址数据。
同样一个信息后,立即发送的一个新信息,(若无3。
5个字符的静止时间)这将会产生一个错误。
是因为合并信息的CRC校验码无效而产生的错误。
图4 RTU信息帧Modbus信息帧(Continued)地址设置信息地址包括2个字符(ASCII)或8位(RTU),有效的从机设备地址范围0-247,(十进制),各从机设备的寻址范围为1-247。
主机把从机地址放入信息帧的地址区,并向从机寻址。
从机响应时,把自己的地址放入响应信息的地址区,让主机识别已作出响应的从机地址。
地址0为于广播地址,所有从机均能识别。
当Modbus协议用于高级网络时,则不允许广播或其它方式替代。
如Modbus+使用令牌循环,自动更新共享的数据库。
功能码设置信息帧功能代码包括字符(ASCII)或8位(RTU)。
有效码范围1-225(十进制),其中有些代码适用全部型号的Modicon控制器,而有些代码仅适用于某些型号的控制器。
还有一些代码留作将来使用,有关功能代替码的设置将在第2章说明。
当主机向从句发送信息时,功能代码向从机说明应执行的动作。
如读一组离散式线圈或输入信号的ON/OFF状态,读一组寄存器的数据,读从机的诊断状态,写线圈(或寄存器),允许下截、记录、确认从机内的程序等。
当从机响应主机时,功能代码可说明从机正常响应或出现错误(即不正常响应),正常响应时,从句简单返回原始功能代码;不正常响应时,从机返回与原始代码相等效的一个码,并把最高有效位设定为“1”。
如,主机要求从机读一组保持寄存器时,则发送信息的功能码为:0000 0011 (十六进制03)若从机正确接收请求的动作信息后,则返回相同的代码值作为正常响应。
发现错时,则返回一个不正常响信息:1000 0011(十六进制83)从机对功能代码作为了修改,此外,还把一个特殊码放入响应信息的数据区中,告诉主机出现的错误类型和不正常响应的原因。
主机设备的应用程序负责处理不正常响应,典型处理过程是主机把对信息的测试和诊断送给从机,并通知操作者。
数据区的内容数据区有2个16进制的数据位,数据范围为00-FF(16进制),根据网络串行传输的方式,数据区可由一对ASCII字符组成或由一个RTU 字符组成。
主机向从机设备发送的信息数据中包含了从机执行主机功能代码中规定的请求动作,如离散量寄存器地址,处理对象的数目,以及实际的数据字节数等。
举例说明,若主机请求从机读一组寄存器(功能代码03),该数据规定了寄存器的起始地址,以及寄存器的数量。
又如,主机要在一从机中写一组寄存器,(则功能代码为10H)。