modbusrtu报文格式详细介绍

网络协议

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描述

Modbus是一种串行通信协议,是Modicon于1979年,为使用可编程逻辑控制器(PLC)而发表的。事实上,它已经成为工业领域通信协议标准,并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式。

Modbus协议目前存在用于串口、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EIA-485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 RTU是一种紧凑的,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格式后续的命令/数据带有循环冗余校验的校验和,而ASCII格式采用纵向冗余校验的校验和。被配置为RTU变种的节点不会和设置为ASCII变种的节点通信,反之亦然。

modbusrtu的一个报文分析

先声明下我们的目的,我们是要两个设备通讯,用的是MODBUS协议。上面简单介绍了:“报文”“CRC校验”“功能号”。

在单片机中拿出一部分内存(RAM)进行两个设备通讯,例如:

通讯协议

数组后面的注释,说明

OX[20] 代表是输出线圈,用功能码 0x01,0x05,0x0F 访问, 开头地址是 0 (这个后续说明)

IX[20] 代表是输入线圈,用功能码 0x02 访问, 开头地址是 1 (这个后续说明)

另外两个一样的道理。

注意:所谓的“线圈”“寄存器”就是“位变量”“16位变量”,不要被迷惑。之所以称“线圈”我觉得应该是对于应用的设备,MODBUS协议是专门针对485总线设备(例PLC)开发的。

1、主机对从机写数据操作

如果单片机接收到一个报文那么就对报文进行解析执行相应的处理,如上面报文:

01 06 00 01 00 17 98 04

从机地址 功能号 数据地址 数据 CRC校验

假如本机地址是 1 ,那么单片机接收到这串数据根据数据计算CRC校验判断数据是否正确,如果判断数据无误,则结果是:

HoldDataReg[1] = 0x0017;

MODBUS主机就完成了一次对从机数据的写操作,实现了通讯。

2、主机对从机读数据操作

主机进行读HoldDataReg[1] 操作,则报文是:

01 03 00 01 00 01 D5 CA

从机地址 功能号 数据地址 读取数据个数 CRC校验

那么单片机接收到这串数据根据数据计算CRC校验判断数据是否正确,如果判断数据无误,则结果是:返回信息给主机,返回的信息也是有格式的:

返回内容:

01 03 02 0017 F8 4A

从机地址 功能号 数据字节个数 两个字节数据 CRC校验

MODBUS主机就完成了一次对从机数据的读操作,实现了通讯。

MODBUS报文模型

以上了解到了MODBUS的一帧报文是如何通讯的,其实每个报文的格式都基本一样的。

通讯协议

这里两个缩略词以前不知道,但是现在要明白指的是什么,“ADU”“PDU”

ADU: 应用数据单元

PDU: 协议数据单元

modbusrtu报文格式

所有交换的RTU类型报文(帧),无论上/下行,具有相同的结构:

通讯协议

每帧报文包含4种类型的信息:

从站号

从站号为1字节,取值范围为0~FFH.例外的,如果此值为0,则作为主站的广播信文标识.因此,物理上使用的从站号只能在01H~FFH之间(即1~255之间)。

功能码

功能码为1字节,它被用来选择一个命令(读、写或回答校验是否正确等),有效功能码范围为1~255之间,本手册支持的功能码将在第2章中加以详述。

数据区

数据区为n字节,它包含与功能码相关的一串十六进制数据。

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