MODBUS协议(功能码报文解析)

1、Modbus是一种串行通信协议，是于1979年，为使用可编程逻辑 控制器(PL。而发表的。事实上，它已经成为工业领域通信协议， 并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式。Modbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有：公开发表并且无版税要求相对容易的工业网络部署对供应商来说，修改移动原生的位或字节没有很多限制Modbus允许多个设备连接在同一个网络上进行通信，举个例子， 一个由测量温度和湿度的装置，并且将结果发送给计算机。在数据采 集与监视控制系统(SCADA中，Modbus通常用来连接监控计算机和 remote terminal unit (RTU) 。Modbus协议目前存在用于串

2、口、以太网以及其他支持互联网协 议的网络的版本。大多数Modbus设备通信通过串口物理层进行。对于串行连接，存在两个变种，它们在数值数据表示不同和协议 细节上略有不同。Modbus RTUM一种紧凑的，采用二进制表示数据 的方式，Modbus ASCII是一种人类可读的，冗长的表示方式。这两 个变种都使用串行通讯(serial communication )方式。RTU#式后 续的命令/数据带有的校验和，而ASCII格式采用纵向冗余校验的校 验和。被配置为RTU种的节点不会和设置为ASCII变种的节点通信， 反之亦然。对于通过（例如）的连接，存在多个Modbus/TC嚏种，这种方式不需要校验和

3、的计算。对于所有的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同 的，只有封装方式是不同的。Modbus有一个扩展版本 Modbus Plus（Modbus+或者MB+）,不过 此协定是Modicon专有的，和Modbus不同。它需要一个专门的协处 理器来处理类似的高速令牌旋转。它使用1Mbit/s的，并且每个节点都有转换隔离装置，是一种采用转换/边缘触发而不是电压/水平触 发的装置。连接Modbus Plus到计算机需要特别的接口，通常是支持 ISA （SA85 ,PCI 或者 PCMCIA、线的板卡。Modbus协议是一个 master/slave 架构的协议。有一个节点是 master节点

4、，其他使用Modbus协议参与通信的节点是 slave 节点。 每一个slave设备都有一个唯一的地址。在串行和 MB网络中，只 有被指定为主节点的节点可以启动一个命令（在以太网上，任何一个 设备都能发送一个Modbu腌令，但是通常也只有一个主节点设备启 动指令）。一个ModBu喻令包含了打算执行的设备的 Modbus地址。所有设 备都会收到命令，但只有指定位置的设备会执行及回应指令（地址 0例外，指定地址0的指令是广播指令，所有收到指令的设备都会 执行，不过不回应指令）。所有的 Modbu输令包含了检查码，以确 定到达的命令没有被破坏。基本的 ModBu喻令能指令一个RTU!变它的寄存器的某

5、个值，控制或者读取一个I/O端口，以及指挥设备回 送一个或者多个其寄存器中的数据。有许多modem和网关支持Modbus协议，因为Modbus协议很简 单而且容易复制。它们当中一些为这个协议特别设计的。有使用有线、 无线通信甚至短消息和 GPRS勺不同实现。不过设计者需要克服一些 包括高延迟和时序的问题。MODBUS信过程如下图MODBUS RTU文格式起始位设备地功能代址码数据CRCK 验结束符T1-T2-T3-T48Bit8Bitn 个 8Bit16BitT1-T2-T3-T4MODBUS ASCI报文格式起始位设心地功能代码数据LRC校结束符址验1个字符 2 r子2个字符n个字符2 r子

6、 2个字符MODBUS TCP 文2字节一股为0一般为0高字节在也就是设1个字符n个字符交互标识协议标识报文长度设备标识功能代码 数据备地址实际上MODBUS RTU ASCII的内容是完全相同的，不同的的 AS CII方式用“：”标识帧起始，用“ CR LF'标识帧结束。校验采用L RG把RTU帧中一个字节白内容换成了 2个ASCII字符。比如在RTU 方式下设备地址01只有一个字节，在ASCII方式下转换成字符串“0 1” （16进制的 30 31 ）。MODBUS TCP的设备标识，功能码等与MODBUS RTU同，可以 认为是在MODBUS RTU±的前边加了一个头，

7、去掉了 CRCK验这个 尾。MODBUS议定义了 4种基本数据类型：可读写位数据，只读位 数据，只读16位数据，可读写16位数据。这些数据分别被称为线圈 状态，输入状态，输入寄存器，保持寄存器。功能 码010203040506070809101112131415MODBUS议中定义的这些数据都是一个从地址 1开始的数组,访问时需要指明从哪个地址开始访问，访问多少个数据。下表是 MODBUS勺功能码。ModBus能码名称读取线圈状态 读取输入状态读取保持寄存器读取输入寄存器强置单线圈预置单寄存器读取异常状态回送诊断校验编程（只用于484）控询（只用于484）读取事件计数读取通信事件记录编程（18

8、4/384 484584）探询（184/384 484584）强置多线圈作用取得一组逻辑线圈的当前状态（ON/OFF）取得一组开关输入的当前状态（ON/OFF）在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制 值在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制 值强置一个逻辑线圈的通断状态把具体二进值装入一个保持寄存器取得8个内部线圈的通断状态，这8个线圈的 地址由控制器决定，用户逻辑可以将这些线圈 定义，以说明从机状态，短报文适宜于迅速读 取状态把诊断校验报文送从机，以对通信处理进行评 鉴使主机模拟编程器作用，修改 PC从机逻辑 可使主机与一台正在执行长程序任务从机通 信，探询该从机是否已完成其操作任务，仅

9、在 含有功能码9的报文发送后，本功能码才发送 可使主机发出单询问，并随即判定操作是否成 功，尤其是该命令或其他应答产生通信错误时 可是主机检索每台从机的ModBu邮务处理通 信事件记录。如果某项事务处理完成，记录会 给出有关错误可使主机模拟编程器功能修改 PC从机逻辑可使主机与正在执行任务的从机通信，定期控 询该从机是否已完成其程序操作，仅在含有功 能13的报文发送后，本功能码才得发送强置一审连续逻辑线圈的通断16预置多寄存器17报告从机标识18(884 和 MICRO 8419重置通信链路把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器可使主机判断编址从机的类型及该从机运行指 示灯的状态可使主机模拟

10、编程功能，修改 PC状态逻辑发生非可修改错误后，是从机复位于已知状态, 可重置顺序字节202122646572读取通用参数(584L)写入通用参数(584L)保留作扩展功能备 用保留以备用户功能 所用显示扩展存储器文件中的数据信息把通用参数写入扩展存储文件，或修改之留作用户功能的扩展编码73119非法功能120127保留留作内部作用128255保留用于异常应答各个功能码对应的数据类型代码功能数据类型01读位02读位03读16位整型04读16位整型05写位06写整16位整型15写位16写整16位整型MODBUS议相当复杂，但是常用的命令也就简单的几个，01, 02, 03, 04, 05, 06

11、, 15, 16 号命令。各个命令的功能和报文如下：01命令 读取线圈状态 MODBU弛址00001N 二读取数量/8如果余数不为0则N=N+1错误响应功能码1 BYTE0X01+ 0X80错误代码1 BYTE0x1 or 0x2 or 0x3 or 0x4举例请求响应域名称数据(hex)域名称数据（hex）功能码01功能码01起始地址图（字节）00字节计数03起始地址低（字节）1327 (h)20状态CD读取数量高（字节）0035 (h)28状态6B读取数量低（字节）1338 (h)36状态0502命令 读取输入状态 MODBU弛址10001MODBUS请求功能码1 BYTE0X02起始地址

12、2 BYTE0X0000 TO 0XFFFF读取数量2 BYTE1 TO 2000(0X7D0)MODBUS响应功能码1BYTE0X02字节计数1BYTEN输入状态nBYTEn =N or N+1N 二读取数量/8如果余数不为0则N=N+1错误响应功能码1 BYTE0X02+ 0X80错误代码1 BYTE0x1 or 0x2 or 0x3 or 0x4举例请求响应域名称数据(hex)域名称数据（hex）功能码02功能码02起始地址图（字节）00字节计数03起始地址低（字节）C4204(h)197状态AC读取数量高（字节）00212(h)205状态DB读取数量低（字节）16218(h)213状态

13、3503读保持寄存器 MODBUS地址40001MODBUS请求功能码1 BYTE0X03起始地址2 BYTE0X0000 TO 0XFFFF读取数量2 BYTE1 TO 125(0X7D)MODBUS响应功能码1BYTE0X03字节计数1BYTEN*2输入状态N*2BYTE错误响应功能码1 BYTE0X03+ 0X80错误代码1 BYTE0x1 or 0x2 or 0x3 or 0x4举例请求响应域名称数据(hex)域名称数据（hex）功能码03功能码03起始地址图（字节）00字节计数06起始地址低（字节）6B寄存器高（108）02读取数量高（字节）00寄存器低（108）2B读取数量低（字节

14、）03寄存器高（109）00寄存器低（109）00寄存器高（110）00寄存器低（110）6404输入寄存器MODBUJSfe址30001MODBUS请求功能码1 BYTE0X04起始地址2 BYTE0X0000 TO 0XFFFF读取数量2 BYTE1 TO 125(0X7D)MODBUS响应功能码1 BYTE0X04字节计数1 BYTEN*2输入状态N*2 BYTE错误响应功能码1 BYTE0X04+ 0X80错误代码1 BYTE0x1 or 0x2 or 0x3 or 0x4举例请求响应域名称数据(hex)域名称数据（hex）功能码04功能码04起始地址图（字节）00字节计数02起始地址

15、低（字节）08输入寄存器高（9）00读取数量高（字节）00输入寄存器低（9）0A读取数量低（字节）0105 设置单个继电器状态MODBUS请求功能码1 BYTE0X05设置地址2 BYTE0X0000 TO 0XFFFF设置内容2 BYTE0x0000 OR 0XFF000x0000释放继电器0xff00 吸合继电器MODBUS响应功能码1 BYTE0X05设置地址2 BYTE0X0000 TO 0XFFFF设置内容2 BYTE0x0000 OR 0XFF00错误响应功能码1 BYTE0X05+ 0X80错误代码1 BYTE0x1 or 0x2 or 0x3 or 0x4举例（吸合6号继电器）

16、请求响应域名称数据(hex)域名称数据（hex）功能码05功能码05设置地址高（字节）00设置地址高（字节）00设置地址低（字节）05设置地址低（字节）05设置内容高（字节）FF设置内容高（字节）FF设置内容低（字节）00设置内容低（字节）FF06 设置单个保持寄存器MODBUS请求功能码1 BYTE0X06设置地址2 BYTE0X0000 TO 0XFFFF设置内容2 BYTE0x0000 to 0XFF00MODBUS响应功能码1 BYTE0X06设置地址2 BYTE0X0000 TO 0XFFFF设置内容2 BYTE0x0000 to 0XFF00错误响应功能码1 BYTE0X06+ 0

17、X80错误代码1 BYTE0x1 or 0x2 or 0x3 or 0x4举例设置9号保持寄存器内容为25请求响应域名称数据(hex)域名称数据（hex）功能码06功能码06设置地址高（字节）00设置地址高（字节）00设置地址低（字节）08设置地址低（字节）08设置内容高（字节）00设置内容高（字节）00设置内容低（字节）19设置内容低（字节）1915设置多个继电器状态MODBUS请求功能码1 BYTE0X0F设置起始地址2 BYTE0X0000 TO 0XFFFF设置长度2 BYTE0X0000 TO 0X7B0字节计数1 BYTEN设置内容N BYTEMODBUS响应功能码1 BYTE0X

18、0F设置起始地址2 BYTE0X0000 TO 0XFFFF设置长度2 BYTE0X0000 TO 0X7B0错误响应功能码1 BYTE0X0F+ 0X80错误代码1 BYTE0x1 or 0x2 or 0x3 or 0x4举例设置继电器请求响应域名称数据(hex)域名称数据（hex）功能码0F功能码0F设置地址高（字节）00设置地址高（字节）00设置地址低（字节）13设置地址低（字节）13设置数量高（字节）00设置数量高（字节）00设置数量低（字节）0A设置数量低（字节）0A字节计数02设置内容高（字节）CD设置内容低（字节）0116设置多个保持寄存器MODBUS请求功能码1 BYTE0X10设置起始地址2 BYTE0X0000 TO 0XFFFF设置长度2 BYTE0X0000 TO 0X7B0字节计数1 BYTEN*2设置内容N*2 BYTEMODBUS响应功能码1