Modbus通讯协议详解

ModBusRTU通讯协议

协议名称：ModBusRTU通讯协议

一、引言

ModBusRTU通讯协议是一种用于串行通信的协议，主要用于工业自动化领域中的设备间通信。本协议旨在规范ModBusRTU通讯协议的格式、数据结构和通信流程，以确保设备间的稳定、可靠的通信。

二、协议概述

ModBusRTU通讯协议基于串行通信，使用二进制编码，采用主从结构进行通信。主设备负责发起通信请求，从设备负责响应请求并返回数据。通信数据以字节为单位进行传输，具有较高的传输效率和可靠性。

三、通信格式

1. 物理层

ModBusRTU通讯协议使用RS-485标准进行物理层通信，支持多主设备和多从设备的连接。通信速率可根据实际需求设置，常见的速率包括9600bps、19200bps、38400bps等。

2. 帧格式

ModBusRTU通讯协议的帧由起始符、地址字段、功能码、数据字段、校验码和结束符组成。具体格式如下：

- 起始符：占据一个字节，固定为0x3A。

- 地址字段：占据一个字节，表示从设备的地址。

- 功能码：占据一个字节，表示通信请求的功能类型。 - 数据字段：占据n个字节，根据功能码的不同而不同。

- 校验码：占据两个字节，用于校验帧的完整性。

- 结束符：占据一个字节，固定为0x0D。

四、功能码

ModBusRTU通讯协议定义了一系列功能码，用于区分不同的通信请求。以下列举了部分常用的功能码及其功能描述：

1. 读取线圈状态（功能码：0x01）：用于读取从设备的线圈状态，返回线圈的开关状态。

2. 读取输入状态（功能码：0x02）：用于读取从设备的输入状态，返回输入信号的状态。

3. 读取保持寄存器（功能码：0x03）：用于读取从设备的保持寄存器的值。

4. 读取输入寄存器（功能码：0x04）：用于读取从设备的输入寄存器的值。

5. 写单个线圈（功能码：0x05）：用于控制从设备的单个线圈的开关状态。

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）

MODBUS通讯协议及编程

ModBus通讯协议分为RTU协议和ASCII协议。下面就ModBus RTU协议简要介绍如下：

一、通讯协议

（一）、通讯传送方式：

通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与MODBUS RTU通讯规约相兼容：

编 码 8位二进制

起始位 1位

数据位 8位

奇偶校验位 1位（偶校验位）

停止位 1位

错误校检 CRC（冗余循环码）

初始结构 = ≥4字节的时间

地址码 = 1 字节

功能码 = 1 字节

数据区 = N 字节

错误校检 = 16位CRC码

结束结构 = ≥4字节的时间

地址码：地址码为通讯传送的第一个字节。这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。

功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为１(比如功能码大与此同时127)，则表明从机没有响应操作或发送出错。

数据区：数据区是根据不同的功能码而不同。数据区可以是实际数值、设置点、主机发送给从机或从机发送给主机的地址。

CRC码：二字节的错误检测码。

（二）、通讯规约：

当通讯命令发送至仪器时，符合相应地址码的设备接通讯命令，并除去地址码，读取信息，如果没有出错，则执行相应的任务；然后把执行结果返送给发送者。返送的信息中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后结果的数据以及错误校验码。如果出错就不发送任何信息。

1．信息帧结构 地址码 功能码 数据区 错误校验码

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。