ModBus通信详解，可收藏！

通信详解，可收藏!ModBusBANK®亡银行开放合作共赢共享力Open CooperationWin-win andSharing导语ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成其系统结构既包括硬件、亦包括软件它可应用于各种数据采集和过程监控ModBus网络只有一个主机，所有通信都由他发出网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定采用这个系统，各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务了解Modbus通讯协议是怎么回事，在现场就可以用各种第三方的小软件做通讯测试了Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus Modbus的oASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写Modbus协议需要对数据进行校验，串行协议中除有奇偶校验外,ASCII模式采用LRC校验，RTU模式采用16位CRC校验，但TCP模式没有额外规定校验，因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议另外,Modbus采用主从方式定（时收发数据，在实际使用中如果某Slave站点断开后如故障或关机），Master■端可以诊断出来，而当故障修复后,网络又可自动接通因此，Modbus协议的可靠性较好对于Modbus的ASCII.RTU和TCP协议来说，其中TCP和RTU协议非常类似，我们只要把RTU协议的两个字节的校验码去掉，然后在RTU协议的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP网络协议发送出去即可1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ModBusRTU通讯规约相兼容初始结构二4字节的时间地址码=1字节功能码二1字节数据区二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2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8位8位N x8位16位（地址码地址码是信息帧的第一字节8位），从0到255这个字节表明由0用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送当从机回送信息时，相当的地址码表明该信息来自于何处功能码主机发送的功能码告诉从机执行什么任务表1-1列出的功能码都有具体的含义及操作数据区数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息这些信息可以是数值、参考地址等等例如，功能码告诉从机读取寄存器的值，则数据区必需包含要读取寄存器的起始地址及读取长度对于不同的从机，地址和数据信息都不相同错误校验码主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错有时，由于电子噪声或其它一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化，错误校验码保证了主机或从机对在传送过程中出错的信息不起作用这样增加了系统的安全和效率错误校验采用CRC-16校验方法注信息帧的格式都基本相同地址码、功能码、数据区和错误校验码

2.错误校验冗余循环码（CRC）包含2个字节，即16位二进制CRC码由发送设备计算，放置于发送信息的尾部接收信息的设备再重新计算接收至I」信息的CRC码，比较计算得到的CRC码是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错3Modbus支持的功能码功能码名称作用读取线圈状态读取得一组逻辑线圈的当前状态（0N/0FF）取输入状态读取取得一组开关输入的当前状态（0N/0FF）保持寄存器在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值读取输入寄存器强置单线圈预置在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值单寄存器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个线圈的地址由控读取异常状态制器决定回送诊断校验编把诊断校验报文送从机，以对通信处理进行评鉴程（只用于484）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，探询该控询（只用于10从机是否已完成其操作任务，仅在含有功能码9的报文484）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11读取事件计数是该命令或其他应答产生通信错误时读取通信事件可是主机检索每台从机的ModBus事务处理通信事件记12记录录如果某项事务处理完成，记录会给出有关错误编程184/38413可使主机模拟编程器功能修改PC从机逻辑48458414探询（184/384可使主机与正在执行任务的从机通信，定期控询该从484584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15强置多线圈强置一串连续逻辑线圈的通断把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器16预置多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17报告从机标识态和MICRO可使主机模拟编程功能，修改pc状态逻辑18o4壬西播政发生非可修改错误后，是从机复位于已知状态，可重19重置通信链路置顺序字节20，鬻用参数显示扩展存储器文件中的数据信息584L限用参数把通用参数写入扩展存储文件，或修改之21584L保留作扩展功能2264〜备用_*保留以备用户6572〜功能所用留作用户功能的扩展编码73非法功能119120保留留作内部作用127128保留用于异常应答2554功能码命令详解在这些功能码中较长使用的是

1、

2、

3、

4、

5、6号功能码，使用它们即可实现对下位机的数字量和模拟量的读写操作

1、01号命令，读可读写数字量寄存器线圈状态］计算机发送命令［设备地址］［命令号01［起始寄存器地址高8位］［低［［8位］［读取的寄存器数高8位］［低8位］CRC校验的低8位］CRC校验的高8位］［］［］［］［］［］［］例110100130025《欧低］蚊高］£意义如下1设备地址在一个485总线上可以挂接多个设备，此处的设备地址表示）想和哪一个设备通讯例子中为想和17号十进制的17是十六进制的11通讯2命令号01:读取数字量的命令号固定为013起始地址高8位、低8位表示想读取的开关量的起始地址（起始地）址为0比如例子中的起始地址为194寄存器数高8位、低8位表示从起始地址开始读多少个开关量例子中为37个开关量5CRC校验是从开头一直校验到此之前设备响应[设备地址][命令号01][返回的字节个数][数据1][数据2]…擞据n][CRC校验的高8位][CRC校验的低8位]例:

[11][O1][O5][CD][6B][B2][OE][1B][CRC«][CRCffi]意义如下1设备地址和命令号和上面的相同2返回的字节个数表示数据的字节个数，也就是数据1,

2...n中的n的值3数据l...n:由于每一个数据是一个8位的数，所以每一个数据表示8个开关量的值，每一位为0表示对应的开关断开，为1表示闭合比如）例子中，表示20号（索引号为19开关闭合，21号断开，22闭合，23闭合，24断开，25断开，26闭合，27闭合…如果询问的开关量不是8的整倍数，那么最后一个字节的高位部分无意义，产为04CRC校验同上

2、05号命令，写数字量（线圈状态）计算机发送命令[设备地址][命令号05][需下置的寄存器地址高8位][低8位][下置的数据高8位][低8位][CRC校验的低8位][CRC校验的高8位]例:[ll]

[05]

[00][AC][FF]

[00][CRC高][CRC低]意义如下1设备地址和上面的相同2命令号:写数字量的命令号固定为053需下置的寄存器地址高8位，低8位表明了需要下置的开关的地址＜＞4下置的数据高8位，低8位表明需要下置的开关量的状态例子中为把该开关闭合注意，此处只可以是[FF][OO]表示闭合

[00]

[00]表示断开，其他数值非法＞5注意此命令一条只能下置一个开关量的状态设备响应如果成功把计算机发送的命令原样返回，否则不响应

3、03号命令，读可读写模拟量寄存器（保持寄存器）计算机发送命令[设备地址][命令号03][起始寄存器地址高8位][低8位][读取的寄存器数高8位][低8位][CRC校验的高8位][CRC校验的低8位]例[ll]

[03]

[00][6B]

[00]

[03][CRC高][CRC低]意义如下＜＞1设备地址和上面的相同＜＞2命令号:读模拟量的命令号固定为03＜＞3起始地址高8位、低8位表示想读取的模拟量的起始地址（起始）地址为0比如例子中的起始地址为107o＜＞4寄存器数高8位、低8位表示从起始地址开始读多少个模拟量例子中为3个模拟量注意，在返回的信息中一个模拟量需要返回两个字节设备响应[设备地址][命令号03][返回的字节个数][数据1][数据2]...[数据n][CRC校验的高8fi][CRC校验的低8位]例[ll]

[03]

[06]

[02][2B]

[00]

[00]

[00]

[64][CRCB][CRCffi]意义如下＜＞1设备地址和命令号和上面的相同，＜＞2返回的字节个数表示数据的字节个数也就是数据1,

2...n中的n的值例子中返回了3个模拟量的数据，因为一个模拟量需要2个字节所以共6个字节＜＞3数据l...n:其中[数据1][数据2]分别是第1个模拟量的高8位和低8位，[数据3][数据4]是第2个模拟量的高8位和低8位，以此类推例子中返回的值分别是555,0,100o4CRC校验同上

4、06号命令，写单个模拟量寄存器（保持寄存器）计算机发送命令[设备地址][命令号06][需下置的寄存器地址高8位][低8位][下置的数据高8位][低8位][CRC校验的高8位][CRC校验的低8位]例:

[11]

[06]

[00]

[01]

[00]

[03][CRC高][CRC低]意义如下1设备地址和上面的相同2命令号:写模拟量的命令号固定为063需下置的寄存器地址高8位，低8位表明了需要下置的模拟量寄存器的地址4下置的数据高8位，低8位表明需要下置的模拟量数据比如例子中就把1号寄存器的值设为305注意此命令一条只能下置一个模拟量的状态设备响应如果成功把计算机发送的命令原样返回，否则不响应

5、16号命令，写多个模拟量寄存器（保持寄存器）计算机发送命令[设备地址][命令号16][需下置的寄存器地址高8位][低8位][数据数量高8位][数据数量低8位][下置的数据高8位][低8位][......][......][CRC校验的高8位][CRC校验的低8位]例:

[11]

[16]

[00]

[01]

[00]

[01]

[00]

[05][CRC高][CRC低]意义如下1设备地址和上面的相同2命令号:写模拟量的命令号固定为163需下置的寄存器地址高8位，低8位表明了需要下置的模拟量寄存器的地址4需下置的数据数量高8位，低8位表明了需要下置的数据数量，这里为lo5下置的数据高8位，低8位表明需要下置的模拟量数据比如例子中就把1号寄存器的值设为50设备响应如果成功把计算机返回的如下命令，否则不响应设备响应[设备地址][命令号16][需下置的寄存器地址高8位][低8位][数据数量高8位][数据数量低8位][CRC校验的高8位][CRC校验的低8位],如上例返回

[11]

[16]

[00]

[01]

[00]

[01][CRCM][CRCffi]ittbank让电子库存因技术创造需求而改变的ITT模式电商平台以共享经济理念的创客及工程师为核心、以开放用户生成的数据为基础，为其提供高性价比的应用解决方案和及时精准的供求信息，快速提高产品开发周期和生产直通率、提升电子器件的应用附加值141篇原创内容公众号■♦而访*《I匚银行让更多的3到芯片M。