MODBUS结论总结

        Modbus协议最初由Modicon公司开发出来，现在Modbus已经是工业领域全球最流行的协议。支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。当在网络上通信时，Modbus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，控制器将生成应答并使用Modbus协议发送给询问方。

        Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。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ASCII、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，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。

        ASCII协议和RTU协议进行的比较：

        LRC校验:LRC域是一个包含一个8位二进制值的字节。LRC值由传输设备来计算并放到消息帧中，接收设备在接收消息的过程中计算LRC，并将它和接收到消息中LRC域中的值比较，如果两值不等，说明有错误。LRC校验比较简单，它在ASCII协议中使用，检测了消息域中除开始的冒号及结束的回车换行号外的内容。它仅仅是把每一个需要传输的数据按字节叠加后取反加1即可。

        CRC校验：CRC域是两个字节，包含一16位的二进制值。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC，并与接收到的CRC域中的值比较，如果两值不同，则有误。

        1、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：[10][01][00][13][00][25][CRC低][CRC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16号(十进制的16是十六进制的10)通讯。

        <2>命令号01：读取数字量的命令号固定为01。

        <3>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19。

        <4>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。

        <5>CRC校验：是从开头一直校验到此之前。在此协议的最后再作介绍。此处需要注意，CRC校验在命令中的高低字节的顺序和其他的相反。

        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]...[数据n][CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位]

        例：[10][01][05][CD][6B][B2][0E][1B][CRC低][CRC高]

        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1...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，置为0。

        <4>CRC校验同上。

        2、读只可读数字量寄存器(输入状态)：

        和读取线圈状态类似，只是第二个字节的命令号不再是1而是2。

        3、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：[10][05][00][AC][FF][00][CRC低][CRC高]

        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05。

        <3>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][00]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。

        4、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校验的低8位] [CRC校验的高8位]

        例：[10][03][00][6B][00][03][CRC低][CRC高]

        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107。

        <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校验的低8位] [CRC校验的高8位]

        例：[10][03][06][02][2B][00][00][00][64][CRC低][CRC高]

        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1...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555，0，100。

        <4>CRC校验同上。

        5、读只可读模拟量寄存器(输入寄存器)：

        和读取保存寄存器类似，只是第二个字节的命令号不再是2而是4。

        6、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校验的低8位] [CRC校验的高8位]

        例：[10][06][00][01][00][03][CRC低][CRC高]

        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06。

        <3>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3。

        <5>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。