MODBUS协议详细讲解

MODBUSRTU详细解释Modbus一个工业上常用的通讯协议、一种通讯约定。Modbus协议包括RTU、ASCII、TCP。其中MODBUS-RTU最常用，比较简单，在单片机上很容易实现。虽然RTU比较简单，但是看协议资料、手册说得太专业了，起初很多内容都很难理解。所谓的协议是什么？就是互相之间的约定嘛，如果不让别人知道那就是暗号。现在就来定义一个新的最简单协议。例如，协议：“A”--“LED灭”“B”--“报警”“C”--“LED亮”单片机接收到“A”控制一个LED灭，单片机接收到“B”控制报警，单片机接收到“A”控制一个LED亮。那么当收到对应的信息就执行相应的动作，这就是协议，很简单吧。先来简单分析一条MODBUS-RTU报文，例如：01060001001798040106000100179804从机地址功能号数据地址数据CRC校验这一串数据的意思是：把数据0x0017(十进制23)写入1号从机地址0x0001数据地址。先弄明白下面的东西。1、报文一个报文就是一帧数据，一个数据帧就一个报文：指的是一串完整的指令数据，就像上面的一串数据。2、CRC校验意义：例如上面的9804是它前面的数据（010600010017）通过一算法（见附录2，很简单的）计算出来的结果，其实就像是计算累加和那样。（累加和：就是010600010017加起来的值，然后它的算法就是加法）。作用：在数据传输过程中可能数据会发生错误，CRC检验检测接收的数据是否正确。比如主机发出0106000100179804，那么从机接收到后要根据010600010017再计算CRC校验值，从机判断自己计算出来的CRC校验是否与接收的CRC校验（9804主机计算的）相等，如果不相等那么说明数据传输有错误这些数据不能要。3、功能号意义：modbus定义。见附录1。作用：指示具体的操作。MODBUS-RTU一、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：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：0106000100179804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：010300010001D5CA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：0103020017F84A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。二、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。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：协议数据单元三、MODBUS数据模型四、MODBUS事务处理下列状态图描述了在服务器侧MODBUS事务处理的一般处理过程。五、MODBUS请求与响应看MODBUS协议手册，中文第10页开始，英文第24页开始。手册非常详细举例说明了MODBUS协议各个功能号的请求与响应。modbus协议在单片机上实现过程MODBUS任务处理函数函数中，RcvBuf为串口接收缓冲区，如果接收了一个报文则，RcvBuf[0]为从机地址，RcvBuf[0]为MODBUS功能号。根据功能号做出响应，而具体的操作根据功能号在各自的函数中执行，相当于解析接收到的数据。附录1：MODBUS-RTU功能码最常用功能码：下面“线圈”“寄存器”其实分别直的就是“位变量”“16位变量”01(0x01)读线圈02(0x02)读离散量输入03(0x03)读保持寄存器04(0x04)读输入寄存器05(0x05)写单个线圈06(0x06)写单个寄存器15(0x0F)写多个线圈16(0x10)写多个寄存器附录2：CRCGeneration