Modbus協(xié)議備忘

介紹

簡介

Modbus 是一種應(yīng)用層報文傳輸協(xié)議怀读，由 Modicon 公司在 1979 年發(fā)布，是為了解決 PLC 通信而研發(fā)的協(xié)議靠粪。

因為 Modbus 是開源的且無著作權(quán)要求洲胖、易于部署維護峦失、可靠性強的特性，所以 Modbus 已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議事實上的業(yè)界標準筒严，并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設(shè)備之間常用的連接方式丹泉。

MODBUS 是一個請求/應(yīng)答協(xié)議，包括ASCII鸭蛙、RTU摹恨、TCP等，是1979年開發(fā)出的一種工業(yè)通信協(xié)議娶视，并沒有規(guī)定物理層晒哄。此協(xié)議定義了控制器能夠認識和使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是通過何種硬件方式進行通信的

硬件接口

RS-232
RS-422
RS-485
以太網(wǎng)

傳輸模式

RTU
ASII
TCP

TCP和RTU比ASCII常見肪获，其中TCP的使用頻率更高一些

主站與從站

通訊只能由主站發(fā)起寝凌，從站回應(yīng)

一個主站可以連接多個從站，且主站有且只能有一個贪磺，從站至少一個

tcp模式下：一般分為服務(wù)器與客戶端硫兰，可認為客戶端為主站，服務(wù)器為從站

協(xié)議及相關(guān)術(shù)語

存儲區(qū)數(shù)據(jù)模型

在modbus中定義了4種不同的數(shù)據(jù)模型寒锚，具體如下

名稱	數(shù)據(jù)類型	訪問類型	操作碼(功能碼)
線圈	位（bit)	讀寫	01H 05H 0FH
離散量輸入	位（bit）	只讀	02H
保持寄存器	字（word,ushort）	讀寫	03H 06H 10H
輸入寄存器	字（word,ushort）	只讀	04H

對應(yīng)英文(一個表有些擁擠)

中文	英文
線圈	Coils
離散量輸入	Discrete Inputs
保持寄存器	Holding Registers
輸入寄存器	Input Registers

同許多規(guī)范一樣劫映，不同行業(yè)可能會有不同的稱呼。如保持寄存器可以被稱為輸出寄存器刹前，而線圈可以被稱為數(shù)字或離散輸出泳赋。

功能碼

一般常用到的有以下幾種：

功能碼	描述	PLC地址	寄存器地址	位/字操作	操作數(shù)量
01H	讀線圈	00001-09999	0000H-FFFFH	位	單個或多個
02H	讀離散量輸入	10001-19999	0000H-FFFFH	位	單個或多個
03H	讀保持寄存器	40001-49999	0000H-FFFFH	字	單個或多個
04H	讀輸入寄存器	30001-39999	0000H-FFFFH	字	單個或多個
05H	寫線圈	00001-09999	0000H-FFFFH	位	單個
06H	寫保持寄存器	40001-49999	0000H-FFFFH	字	單個
0FH	寫線圈	00001-09999	0000H-FFFFH	位	多個
10H	寫保持寄存器	40001-49999	0000H-FFFFH	字	多個

數(shù)據(jù)幀

RTU

從站地址	功能碼	數(shù)據(jù)	CRC
1byte(1字節(jié))（8bit）	1byte	0-252byte	2字節(jié)（CRC低\|CRC高）

數(shù)據(jù)位

一般請求為 2字節(jié) 表示要讀取的線圈（或寄存器）的起始地址 + 2字節(jié)數(shù)據(jù)表示要讀取的線圈（或寄存器）的個數(shù)

應(yīng)答數(shù)據(jù)位為 1字節(jié)表示數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù) + N字節(jié)表示讀取的線圈狀態(tài)（或寄存器）數(shù)據(jù)

在讀線圈時，如果讀取到的線圈狀態(tài)數(shù)據(jù)不是8的整數(shù)喇喉，則會在后面填充0使其滿足 8 位的倍數(shù)

用表格展示(這里使用線圈演示)

請求PDU

功能碼	1個字節(jié)	0x01
起始地址	2個字節(jié)	0x0000-0xFFFF
線圈數(shù)量	2個字節(jié)	1-2000(0x7D0)

響應(yīng)PDU

功能碼	1個字節(jié)	0x01
字節(jié)數(shù)	1個字節(jié)	*N(輸入數(shù)量/8祖今，余數(shù)不等于0，那么N = N+1)
線圈狀態(tài)	n	n=N 或N+1

樣例

線圈讀取（0x01）樣例

發(fā)送：

假設(shè)從站地址為01H千诬，讀取線圈寄存器的起始地址為0017H耍目，讀取38(十進制)個寄存器，指令結(jié)構(gòu)如下表：

從站地址	功能碼	起始地址高位	起始地址低位	寄存器數(shù)量高位	寄存器數(shù)量低位	CRC高位	CRC低位
01	01	00	17	00	26	0D	D4

響應(yīng)

各線圈的狀態(tài)與數(shù)據(jù)內(nèi)容的每個bit對應(yīng)徐绑，1代表ON邪驮，0代表OFF.若查詢線圈的數(shù)量不是8的倍數(shù)，則在最后一個字節(jié)的高位補0.

從站地址	功能碼	返回字節(jié)數(shù)	數(shù)據(jù)1	數(shù)據(jù)2	數(shù)據(jù)3	數(shù)據(jù)4	數(shù)據(jù)5	CRC高位	CRC低位
01	01	05	CD	6B	B2	0E	1B	44	EA

第一個字節(jié)CDH（0xCD）對應(yīng)線圈0017H到001E的狀態(tài)傲茄，轉(zhuǎn)為二進制是11001101毅访，其中bit0對應(yīng)0017H，bit7對應(yīng)001E盘榨，如下表：

001EH	001DH	001CH	001BH	001AH	0019H	0018H	0017H
1	1	0	0	1	1	0	1
ON	ON	OFF	OFF	ON	ON	OFF	ON

保持寄存器讀扔鞔狻（0x03）樣例

發(fā)送

有一個從站是溫濕度傳感器，從站地址為 1草巡，它會將采集到的濕度寫入保持寄存器的 40001 區(qū)塊中守呜；溫度寫入保持寄存器的 40002 區(qū)塊中。此時我們發(fā)送讀取保持寄存器請求去獲取它的溫濕度信息山憨。

從站地址	功能碼	起始地址高位	起始地址低位	寄存器數(shù)量高位	寄存器數(shù)量低位	CRC高位	CRC低位
01	03	00	00	00	02	C4	0B