Modbus协议讲解

1、modbus.cModbus 协议讲解、基本术语1、字 word、字节 byte、位 bit1 word = 2 byte;1 byte = 8 bit.2、校验码校验码是由前面的数据通过某种算法得出的， 用以检验该组数据的正确性。 代码作为数据在 向计算机或其它设备进行输入时，容易产生输入错误，为了减少这种输入错误，编码专家发 明了各种校验检错方法，并依据这些方法设置了校验码。常用的校验有：累加和校验 SUM、字节异或校验 XOR、纵向冗余校验 LRC、循环冗余校验 CRC3、协议和接口协议是一种规范和约定， 是一种通讯的语言， 规定了通信双方能够识别并使用的消息结构和 数据格式。接口是一种

2、设备的物理连接， 指的是在物理层上的定义， 像 RS422/RS232/RS485以/ 太网口等。 协议和接口并不是一个概念，不能混淆。Modbus协议一般运行在 RS485物理接口上，半双工的，是一种主从协议、 Modbus协议概述Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言，实现控制器之间、控制器由网络和其它设 备之间的通信， 支持传统的 RS232/RS422/RS48和5 最新发展的以太网设备。 它已经成为一种通用 工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中控制。此协议定义 了一个控制器能认识使用的消息结构。Modbus协议是一种请求应答方式的协议。、两种

3、传输方式1、ASCI模I 式ASC：II 美国标准信息交换代码特点： 消息中每个 8bit 都作为两个 ASCI字I 符发送 1个起始位、 7 个数据位、 1个奇偶校验位和 1个停止位（或者两个停止位） 错误检测域是 LRC检验 字符发送的时间间隔可达到 1 秒而不会产生错误2、RTU模式RTU远: 程终端单元特点： 消息中每个 8bit 字节包含两个 4bit 的十六进制字符，因此，在波特率相同的情 况下，传输效率比 ascii传输方式大 1个起始位、 8 个数据位、 1 个奇偶校验位和 1个停止位（或者两个停止位） 错误检测域是 CRC检验 消息发送至少要以 3.5 个字符时间的停顿间隔开

4、始。整个消息帧必须作为一连 续的流传输。如果在帧完成之前有超过 1.5个字符时间的停顿时间，接收设备将刷新 不完整的消息并假定下一个字节是一个新消息的地址域。同样地，如果一个新消息 在小于 3.5 个字符时间内接着前个消息开始，接收的设备将认为它是前一消息的延 续。 1.53.5个字符间隔就算接收异常，只有超过 3.5 个字符间隔才认为帧结束。目前常用的是 RTU传输方式，因为下面的将以 RTU传输方式为例 .四、报文格式读数据：下行报文：从机功能寄存器起始地寄存器起始地读取寄存器个读取寄存器个CRC校CRC校地址码址高字节址低字节数高字节数低字节验低验高上行报文：从机地址功能码返回字节个数寄

5、存器数据CRC校验写数据：下行报文：从机地址功能码寄存器起始地址写寄存器个数要写的数据CRC校验上行报文：从机地址功能码寄存器起始地址写寄存器个数写入的数据CRC校验1、 从机地址范围： 1247,0为广播地址，占一个字节理论上 Modbus协议可以接 247个从机，但若用于 485接口上则由于 485接口的限制， 在没有 中继情况下，最多可以接 32 个从机。2、功能码， 1255，占一个字节，有些代码适用于所有的控制器，有些事应用于某种控制器，还有些保留以备后用电力系统中 modbus协议的数据主要分为四类：离散量输入、线圈状态、输入寄存器、保持寄存器。离散量输入对应开入（遥信），线圈状态

6、对应哪开出（遥控），输入寄存器对应只读的模拟量（遥测），保持寄存器对应可读可写的模拟量（遥调）从机若正常返回，则功能不变，若错误返回，则功能码的最高位为 1，且从机会将一独特的代码 放到回应消息的数据域中，以便于告诉主设备发生了什么错误。主设备应用程序得到异议的回 应后，典型的处理过程是重发消息， 或者诊断发给从设备的消息并报告给操作员。 如 03 功能码， 错误返回为 83。电力系统中常用功能码表数据类型读功能码写功能码对象类型离散量输入02单个位线圈状态0105,15单个位输入寄存器0416位字保持寄存器0306,1616位字上表中是对应数据类型的标准功能码，但在实际应用中，厂家通常会根据

7、实用性做些变通，但 并不影响数据的读写。3、寄存器起始地址寄存器起始地址占两个字节，高字节在前，低字节在后。Modbus协议中数据模型常用的有两种，带有 4 个独立块的 modbus数据模型和仅有 1 个块的 modbus数据模型，对于不同的数据模型参数地址的编制不同。一般采用1个块的 modbus数据模型，如下数据类型参数地址 ,寄存器编号离散量输入000010FFFF线圈状态100011FFFF输入寄存器300013FFFF保持寄存器400014FFFFModbus协议中寄存器地址从 1开始，而实际存储中地址从 0 开始。假如要读取寄存器编号为 40005（4为块编号， 5为modbus中

8、寄存器地址）的寄存器的数据，则应把 00 04放入报文的 地址域。寄存器定义，又名码表或者信息点表，应由厂家提供的。举例：寄存器编号属性定义系数备注40001ROA相电压从 40048 中 读取电压系数40002ROB 相电压如要读 A相电压，则应将 0x00 0x00放入寄存器起始地址域中4、要读取的寄存器个数寄存器个数占两个字节，同样是高字节在前，低字节在后，下行报文使用5、数据的字节数数据的字节数，占一个字节，上行报文用，不同于寄存器个数6、数据域数据域占 n 个字节，也是高字节在前，低字节在后7、CRC校验CRC校验占两个字节，低字节在前，高字节在后CRC常用函数如下：unsigned

9、 char *puchMsg ;unsigned short usDataLen ;unsigned int CRC16(unsigned char puchMsg, unsigned int usDataLen)unsigned char uchCRCHi = 0xFF ;unsigned char uchCRCLo = 0xFF ;unsigned uIndex ;while (usDataLen-)uIndex = uchCRCHi *puchMsgg+ ;uchCRCHi = uchCRCLo auchCRCHiuIndex ;uchCRCLo = auchCRCLouIndex ;r

10、eturn (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo) ;crc校验函数设返回值为 crc，则将 crc>>8 和 crc&0xff依次放入报文中。这里将高字节先入，是因为在 中已经将高低字节做了调换。五、报文实例1、读 40005、40006两个寄存器，假设从机地址为 1下行报文： 01 03 00 04 00 02 85 ca从机地址功能码寄存器起始地址读取寄存器个数CRC校验010300 0400 0285 ca上行报文： 01 03 04 00 00 00 00 21 33从机地址功能码返回字节个数寄存器 40005 数据寄存器 40006数据CRC校验01030400 0000 0021 332、向 40005寄存器中写入 0x12，0x34，假设从机地址为 1下行报文： 01 06 00 04 00 01 12