MODBUS通訊規(guī)約

1、Modbus通訊協(xié)議（RTU傳輸模式）本說明僅做內(nèi)部參考，詳細請參閱英文版本。推薦精選第一章 Modbus協(xié)議簡介Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標準。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設(shè)備的過程，如果回應(yīng)來自其它設(shè)備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。當在一Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時，此協(xié)議決定了每個控制器須

2、要知道它們的設(shè)備地址，識別按地址發(fā)來的消息，決定要產(chǎn)生何種行動。如果需要回應(yīng)，控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網(wǎng)絡(luò)上，包含了Modbus協(xié)議的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)換也擴展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。協(xié)議在一根通訊線上使用應(yīng)答式連接（半雙工），這意味著在一根單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸。首先，主計算機的信號尋址到一臺唯一的終端設(shè)備（從機），然后，在相反的方向上終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號傳輸給主機。協(xié)議只允許在主計算機和終端設(shè)備之間，而不允許獨立的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這就不會在使它們初始化時占據(jù)通訊線路，而僅限于響應(yīng)到達

3、本機的查詢信號。1 1 傳輸方式傳輸方式是一個信息幀內(nèi)一系列獨立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及用于傳輸數(shù)據(jù)的有限規(guī)則，以RTU模式在Modbus總線上進行通訊時，信息中的每8位字節(jié)分成2個4位16進制的字符，每個信息必須連續(xù)傳輸下面定義了與Modebus 協(xié)議 RTU方式相兼容的傳輸方式。代碼系統(tǒng)· 8位二進制，十六進制數(shù)0.9，A.F · 消息中的每個8位域都是一個兩個十六進制字符組成 每個字節(jié)的位· 1個起始位 · 8個數(shù)據(jù)位，最小的有效位先發(fā)送 · 1個奇偶校驗位，無校驗則無 · 1個停止位（有校驗時），2個Bit（無校驗時） 錯誤檢測域

4、83; CRC(循環(huán)冗長檢測) 推薦精選12 協(xié)議當信息幀到達終端設(shè)備時，它通過一個簡單的“口”進入尋址到的設(shè)備，該設(shè)備去掉數(shù)據(jù)幀的“信封”（數(shù)據(jù)頭），讀取數(shù)據(jù)，如果沒有錯誤，就執(zhí)行數(shù)據(jù)所請求的任務(wù)，然后，它將自己生成的數(shù)據(jù)加入到取得的“信封”中，把數(shù)據(jù)幀返回給發(fā)送者。返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)中包含了以下內(nèi)容：終端從機地址(Address)、被執(zhí)行了的命令(Function)、執(zhí)行命令生成的被請求數(shù)據(jù)(Data)和一個校驗碼(Check)。發(fā)生任何錯誤都不會有成功的響應(yīng)。121 信息幀AddressFunctionDataCheck8-Bits8-BitsN x 8-Bits16-Bits特注：Modb

5、us信息幀所允許的最大長度為256個字節(jié)，即N的范圍是大于等于零且小于等于252（N0，252）。圖 1 1 . 信息幀格式122 地址（Address）域信息幀地址域(信息地址)在幀的開始部分，由8位組成，有效的從機設(shè)備地址范圍0-247(十進制)，各從機設(shè)備的尋址范圍為1-247。主機把從機地址放入信息幀的地址區(qū)，并向從機尋址。從機響應(yīng)時，把自己的地址放入響應(yīng)信息的地址區(qū)，讓主機識別已作出響應(yīng)的從機地址。地址0為于廣播地址，所有從機均能識別。當Modbus協(xié)議用于高級網(wǎng)絡(luò)時，則不允許廣播或其它方式替代。123 功能（Function）域 信息幀功能域代碼告訴了被尋址到的終端執(zhí)行何種功能。有

6、效碼范圍1-225(十進制) ，有些代碼是適用于所有控制器，有此是應(yīng)用于某種控制器，還有些保留以備后用。有關(guān)功能代替碼的全部內(nèi)容見附錄A。當主機向從句發(fā)送信息時，功能代碼向從機說明應(yīng)執(zhí)行的動作。如讀一組離散式線圈或輸入信號的ON/OFF狀態(tài)，讀一組寄存器的數(shù)據(jù)，讀從機的診斷狀態(tài)，寫線圈（或寄存器），允許下截、記錄、確認從機內(nèi)的程序等。當從機響應(yīng)主機時，功能代碼可說明從機正常響應(yīng)或出現(xiàn)錯誤(即不正常響應(yīng))，正常響應(yīng)時，從句簡單返回原始功能代碼；不正常響應(yīng)時，從機返回與原始代碼相等效的一個碼，并把最高有效位設(shè)定為“1”。如，主機要求從機讀一組保持寄存器時，則發(fā)送信息的功能碼為：0000 0011

7、(十六進制03)若從機正確接收請求的動作信息后，則返回相同的代碼值作為正常響應(yīng)。發(fā)現(xiàn)錯時，則返回一個不正常響信息：1000 0011(十六進制83)從機對功能代碼作為了修改，此外，還把一個特殊碼放入響應(yīng)信息的數(shù)據(jù)區(qū)中，告訴主機出現(xiàn)的錯誤類型和不正常響應(yīng)的原因，不正常響應(yīng)見附錄B。主機設(shè)備的應(yīng)用程序負責(zé)處理不正常響應(yīng)，典型處理過程是主機把對信息的測試和診斷送給從機，并通知操作者。表 1 1列出了所有設(shè)備常用的功能碼、它們的意義及它們的初始功能。推薦精選表 1 1 常用功能碼代碼名稱作用01讀取線圈狀態(tài)取得一組邏輯線圈的當前狀態(tài)（ON/OFF)02讀取輸入狀態(tài)取得一組開關(guān)輸入的當前狀態(tài)(ON/OF

8、F)03讀取保持寄存器在一個或多個保持寄存器中取得當前的二進制值04讀取輸入寄存器在一個或多個輸入寄存器中取得當前的二進制值05強置單線圈強置一個邏輯線圈的通斷狀態(tài)06預(yù)置單寄存器放置一個特定的二進制值到一個單寄存器中07讀取異常狀態(tài)取得8個內(nèi)部線圈的通斷狀態(tài)15強置多線圈強置一串連續(xù)邏輯線圈的通斷16預(yù)置多寄存器放置一系列特定的二進制值到一系列多寄存器中17報告從機標識可使主機判斷編址從機的類型及該從機運行指示燈的狀態(tài)124 數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)域包含了終端執(zhí)行特定功能所需要的數(shù)據(jù)或者終端響應(yīng)查詢時采集到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容可能是數(shù)值、參考地址或者極限值。他由數(shù)據(jù)區(qū)有2個16進制的數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)范圍為

9、00-FF(16進制)。例如：功能域碼告訴終端讀取一個寄存器，數(shù)據(jù)域則需要指明從哪個寄存器開始及讀取多少個數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌的地址和數(shù)據(jù)依照類型和從機之間的不同能力而有所不同。若無錯誤出現(xiàn)，從機向主機的響應(yīng)信息中包含了請求數(shù)據(jù)，若有錯誤出現(xiàn)，則數(shù)據(jù)中有一個不正常代碼，使主機能判斷并作出下一步的動作。數(shù)據(jù)區(qū)的長度可為“零”以表示某類信息。125 錯誤校驗域該域允許主機和終端檢查傳輸過程中的錯誤。有時，由于電噪聲和其它干擾，一組數(shù)據(jù)在從一個設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€設(shè)備時在線路上可能會發(fā)生一些改變，出錯校驗?zāi)軌虮ＷC主機或者終端不去響應(yīng)那些傳輸過程中發(fā)生了改變的數(shù)據(jù)，這就提高了系統(tǒng)的安全性和效率，出錯校驗使用了16位

10、循環(huán)冗余的方法，即CRC校驗。錯誤檢測域包含一16Bits值(用兩個8位的字符來實現(xiàn))。錯誤檢測域的內(nèi)容是通過對消息內(nèi)容進行循環(huán)冗長檢測方法得出的。CRC域附加在消息的最后，添加時先是低字節(jié)然后是高字節(jié)。故CRC的高位字節(jié)是發(fā)送消息的最后一個字節(jié)。126 字符的連續(xù)傳輸當消息在標準的Modbus系列網(wǎng)絡(luò)傳輸時，每個字符或字節(jié)按由左到右的次序方式發(fā)送： 最低有效位（LSB）.最高有效位(MSB)。位的序列是： 有奇偶校驗 啟始位12345678奇偶位停止位無奇偶校驗 啟始位12345678停止位停止位推薦精選圖 1 2 . 位順序（RTU） 13 錯誤檢測1、奇偶校驗 用戶可以配置控制器是奇或偶

11、校驗，或無校驗。這將決定了每個字符中的奇偶校驗位是如何設(shè)置的。 如果指定了奇或偶校驗，“1”的位數(shù)將算到每個字符的位數(shù)中（ASCII模式7個數(shù)據(jù)位，RTU中8個數(shù)據(jù)位）。例如RTU字符幀中包含以下8個數(shù)據(jù)位： 1 1 0 0 0 1 0 1 整個“1”的數(shù)目是4個。如果便用了偶校驗，幀的奇偶校驗位將是0，便得整個“1”的個數(shù)仍是4個。如果便用了奇校驗，幀的奇偶校驗位將是1，便得整個“1”的個數(shù)是5個。 如果沒有指定奇偶校驗位，傳輸時就沒有校驗位，也不進行校驗檢測。代替一附加的停止位填充至要傳輸?shù)淖址麕小?、CRC檢測RTU方式時，采用CRC方法計算錯誤校驗碼，CRC校驗傳送的全部數(shù)據(jù)。它忽略

12、信息中單個字符數(shù)據(jù)的奇偶校驗方法。循環(huán)冗余校驗（CRC）域占用兩個字節(jié)，包含了一個16位的二進制值。CRC值由傳送設(shè)備計算出來，然后附加到數(shù)據(jù)幀上，接收設(shè)備在接收數(shù)據(jù)時重新計算CRC值，然后與接收到的CRC域中的值進行比較，如果這兩個值不相等，就發(fā)生了錯誤。CRC開始時先把寄存器的16位全部置成“1”,然后把相鄰2個8位字節(jié)的數(shù)據(jù)放入當前寄存器中，只有每個字符的8位數(shù)據(jù)用作產(chǎn)生CRC，起始位，停止位和奇偶校驗位不加到CRC中。在生成CRC時，每個8位字節(jié)與寄存器中的內(nèi)容進行異或，然后將結(jié)果向低位移位，高位則用“0”補充，最低位（LSB）移出并檢測，如果是1，該寄存器就與一個預(yù)設(shè)的固定值進行一次

13、異或運算，如果最低位為0，不作任何處理。上述處理重復(fù)進行，知道執(zhí)行完了8次移位操作，當最后一位（第8位）移完以后，下一個8位字節(jié)與寄存器材的當前值進行異或運算，同樣進行上述的另一個8次移位異或操作，當數(shù)據(jù)幀中的所有字節(jié)都作了處理，生成的最終值就是CRC值。生成一個CRC的流程為：1、 預(yù)置一個16位寄存器為0FFFFH（全1），稱之為CRC寄存器。2、 把數(shù)據(jù)幀中的第一個8位字節(jié)與CRC寄存器中的低字節(jié)進行異或運算，結(jié)果存回CRC寄存器。3、 將CRC寄存器向右移一位，最高位填以0，最低位移出并檢測。4、 如果最低位為0：重復(fù)第3步（下一次移位）。 如果最低位為1：將CRC寄存器與一個預(yù)設(shè)的固

14、定值（0A001H）進行異或運算。5、 重復(fù)第3步和第4步直到8次移位。這樣處理完了一個完整的八位。6、 重復(fù)第2步到第5步來處理下一個八位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。7、 最終CRC寄存器得值就是CRC的值。CRC值附加到信息時，低位在先，高位在后。查閱附錄C中的一個實例，它詳細說明了CRC的校驗。推薦精選第二章 Modbus數(shù)據(jù)和控制功能詳解Modbus 信息中的所有數(shù)據(jù)地址以零作為基準，各項數(shù)據(jù)的第一個數(shù)據(jù)地址的編號為0。若無特殊說明在此節(jié)文中用進制值表示，圖中的數(shù)據(jù)區(qū)則用十六進制表示。圖2-1為一個例子，說明了Modbus的查詢信息，圖2-2為正常響應(yīng)的例子，這兩例子中的數(shù)據(jù)均是16進制

15、的，也表示了以RTU方式構(gòu)成數(shù)據(jù)幀的方法。主機查詢是讀保持寄存器，被請求的從機地址是06，讀取的數(shù)據(jù)來自地址40108保持寄有器。注意，該信息規(guī)定了寄存器的起始地址為0107 (006BH)。從機響應(yīng)返回該功能代碼，說明是正常響應(yīng)，字節(jié)數(shù)“Byle count”中說明有多少個8位字節(jié)被返回。它表明了附在數(shù)據(jù)區(qū)中8位字節(jié)的數(shù)量,當在緩沖區(qū)組織響應(yīng)信息時，“字節(jié)數(shù)”區(qū)域中的值應(yīng)與該信息中數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)數(shù)相等。如RTU方式時，63H 用一個字節(jié)(01100011)發(fā)送。8個位為一個單位計算“字節(jié)數(shù)”，它忽略了信息幀用組成的方法。 AddrFunData start reg hiData start r

16、eg loData #of regs hiData #of regs loCRC16hiCRC16lo06H03H00H6BH00H01HXXHXXH圖 2 1 Modbus的查詢信息AddrFunBytecountData1hiData1LoData 2hiData2loData3hiData3loCRC16hiCRC16lo06H03H06H02H2BH00H00H00H63HXXHXXH圖 2 2 Modbus的響應(yīng)信息21 讀取線圈狀態(tài)（功能碼01）讀取從機離散量輸出口（DO,0X類型）的 ON/OFF 狀態(tài)，不支持廣播。查詢查詢信息規(guī)定了要讀的起始線圈和線圈量，線圈的起始地址為000

17、0H，1-16個線圈的尋址地址分為0000H 0015H（DO1=0000H，DO2=0001H，依此類推）。圖 2 3 的例子是從地址為17的從機讀取DO1至DO6的狀態(tài)。AddrFunDO start reg hiDO start reg loDO #of regs hiDO #of regs loCRC16hiCRC16lo11H01H00H00H00H06HXXHXXH圖 2 3 讀取線圈狀態(tài)-查詢 響應(yīng)響應(yīng)信息中的各線圈的狀態(tài)與數(shù)據(jù)區(qū)的每一位的值相對應(yīng)，即每個DO占用一位（1 = ON, 0 = OFF），第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的LSB為查詢中的尋址地址，其他的線圈按順序在該字節(jié)中由低位向高

18、位排列，直至8個為止，下一個字節(jié)也是從低位向高位排例。若返回的線圈數(shù)不是8的倍數(shù)，則在最后的數(shù)據(jù)字節(jié)中的剩余位至字節(jié)的最高位全部填0，字節(jié)數(shù)區(qū)說明全部數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。推薦精選圖2 4所示為線圈的輸出狀態(tài)響應(yīng)的實例。AddrFunByte countDataCRC16 hiCRC16 lo11H01H01H2AHXXHXXH 數(shù)據(jù)000000DO2DO1MSB765432LSB圖 2 4讀取線圈狀態(tài)-響應(yīng)22 讀取輸入狀態(tài)（功能碼02）讀取從機離散量輸入信號（DI,0X類型）的ON/OFF狀態(tài)，不支持廣播。查詢查詢信息規(guī)定了要讀的輸入起始地址，以及輸入信號的數(shù)量。輸入的起始地址為0000H，1-1

19、6個輸入口的地址分別為0-15（DO1=0000H，DO2=0001H，依此類推）。圖 2 5 的例子是從地址為17的從機讀取DI1到DI16的狀態(tài)。AddrFunDI startaddr hiDI startaddr loDI numhiDI numloCRC16hiCRC16lo11H02H00H00H00H10HXXHXXH圖 2 5讀取輸入狀態(tài)-查詢響應(yīng)響應(yīng)信息中的各輸入口的狀態(tài)，分別對應(yīng)于數(shù)據(jù)區(qū)中的每一位值，1 = ON; 0 = OFF，第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的LSB為查詢中的尋址地址，其他輸入口按順序在該字節(jié)中由低位向高位排列，直至8個位為止。下一個字節(jié)中的8個輸入位也是從低位到高位排列

20、。若返回的輸入位數(shù)不是8的倍數(shù)，則在最后的數(shù)據(jù)字節(jié)中的剩余位直至字節(jié)的最高位全部填零。字節(jié)數(shù)區(qū)說明了全部數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。圖2 6 所示為讀數(shù)字輸出狀態(tài)響應(yīng)的實例。AddrFunByte countData1Data2CRC16 hiCRC16 lo11H02H02H33HCCHXXHXXH數(shù)據(jù) 1 DI8 DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 MSB LSB 數(shù)據(jù) 2 DI16 DI15 DI14 DI13 DI12 DI11 DI10 DI9 MSB LSB 圖 2 6讀取輸入狀態(tài)-響應(yīng)推薦精選23 讀取保持寄存器（功能碼03）讀取從機保持寄存器（4X類型）的二進制數(shù)據(jù)，不支

21、持廣播。查詢查詢信息規(guī)定了要讀的保持寄存器起始地址及保持寄存器的數(shù)量，保持寄存器尋址起始地址為0000H，寄存器1-16所對應(yīng)的地址分別為0000H 0015H。圖2 7 的例子是從17號從機讀3個采集到的基本數(shù)據(jù)U1,U2,U3, U1的地址為0000H, U2的地址為0001H, U3的地址為0002H。AddrFunData startaddr hiData startaddr loData #ofregs hiData #ofregs loCRC16hiCRC16lo11H03H00H00H00H03HXXHXXH圖 2 7讀取保持寄存器-查詢響應(yīng)響應(yīng)信息中的寄存器數(shù)據(jù)為二進制數(shù)據(jù)，每

22、個寄存器分別對應(yīng)2個字節(jié)，第一個字節(jié)為高位值數(shù)據(jù)，第二個字節(jié)為低位數(shù)據(jù)。圖 2 8的例子是讀取U1,U2,U3(U1=03E8H,U2=03E7H,U3=03E9H)的響應(yīng)。 AddrFunBytecountData1hiData1LoData 2hiData2loData3hiData3loCRC16hiCRC16lo11H03H06H03HE8H03HE7H03HE9HXXHXXH圖 2 8讀取保持寄存器-響應(yīng)2.4 讀取輸入寄存器（功能碼04）讀取從機輸入寄存器(3X類型)中的二進制數(shù)據(jù)，不支持廣播。查詢查詢信息規(guī)定了要讀的寄存器的起始地址及寄存器的數(shù)量，尋止起始地址為0，寄存器1-16

23、所對應(yīng)的地址分別為0000H 0015H。圖 2 9的例子是請求17號從機的0009寄存器。AddrFunDO addrhiDO addrloData #ofregs hiData #ofregs loCRC16hiCRC16lo11H04H00H08H00H01HXXHXXH圖 2 9讀取輸入寄存器-查詢響應(yīng)響應(yīng)信息中的寄存器數(shù)據(jù)為每個寄存器分別對應(yīng)2個字節(jié)，第一個字節(jié)為高位數(shù)據(jù)，第二個字節(jié)為低位數(shù)據(jù)。圖 2 10的例子寄存器30009中的數(shù)據(jù)用000AH 2個字節(jié)表示。AddrFunBytecountDatahiDataLoCRC16hiCRC16lo11H04H02H00H0AHXXHX

24、XH推薦精選圖 2 10讀取輸入寄存器-響應(yīng)2.5 強置單線圈（功能碼05）強制單個線圈(DO，0X類型)為ON或OFF狀態(tài)，廣播時，該功能可強制所有從機中同一類型的線圈均為ON或OFF狀態(tài)。該功能可越過控制器內(nèi)存的保護狀態(tài)和線圈的禁止狀態(tài)。線圈強制狀態(tài)一直保持有效直至下一個控制邏輯作用于線圈為止?？刂七壿嬛袩o線圈程序時，則線圈處于強制狀態(tài)。查詢查詢信息規(guī)定了需要強制一個單獨線圈的類型，線圈的起始地址為0000H，1-16個線圈的尋址地址分為0000H 0015H（DO1=0000H，DO2=0001H，依此類推）。由查詢數(shù)據(jù)區(qū)中的一個常量，規(guī)定被請求線圈的ON/OFF狀態(tài)， FF00H值請求

25、線圈處于ON狀態(tài)，0000H值請求線圈處于OFF狀態(tài)，其它值對線圈無效，不起作用。圖示 2-11的例子是請求17號從機開DO1的On狀態(tài)。AddrFunDO addrhiDO addrloValue hiValueloCRC16hiCRC16lo11H05H00H00HFFH00H XXHXXH圖示 2-11強制單線圈-查詢響應(yīng)圖2 12所示為對這個命令請求的正常響應(yīng)是在DO狀態(tài)改變以后傳送接收到的數(shù)據(jù)。AddrFunDO addrhiDO addrloValue hiValueloCRC16hiCRC16lo11H05H00H00HFFH00H XXHXXH圖示 2-12強制單線圈-響應(yīng)26

26、 預(yù)置單寄存器（功能碼06）把一個值預(yù)置到一個保持寄存器（4X類型）中，廣播時，該功能把值預(yù)置到所有從機的相同類型的寄存器中。該功能可越過控制器的內(nèi)存保護。使寄存器中的預(yù)置值保持有效。只能由控制器的下一個邏輯信號來處理該預(yù)置值。若控制邏輯中無寄存器程序時，則寄存器中的值保持不變。查詢查詢信息規(guī)定了要預(yù)置寄存器的類型，寄存器尋址起始地址為0000H，寄存器1所對應(yīng)的地址為0000H。圖示 2-13的例子是請求17號從機0040H.的值為2717。推薦精選AddrFunData start reg hiData start reg loValue hiValue loCRC hiCRC lo 11

27、H06H 00H 40H 0AH 9DH XXH XXH 圖示 2-13預(yù)設(shè)單寄存器-查詢響應(yīng)圖2 14所示對于預(yù)置單寄存器請求的正常響應(yīng)是在寄存器值改變以后將接收到的數(shù)據(jù)傳送回去。AddrFunData start reg hiData start reg loValue hiValue loCRC hiCRC lo 11H06H 00H 40H 0AH 9DH XXH XXH 圖示 2-14預(yù)設(shè)單寄存器-響應(yīng)27讀取異常狀態(tài)（功能碼7）讀從中機中8個不正常狀態(tài)線圈的數(shù)據(jù)，某些線圈號已在不同型號的控制器中預(yù)定義，而其它的線圈由用戶編程，作為有關(guān)控制器的狀態(tài)信息，如“machine ON/OF

28、F”，“heads retraced”，(縮回標題)，“safeties satisfied”(安全性滿意)，“error conditions”(存在錯誤條件)或其它用戶定義的標志等。該功能碼不支持廣播。該功能代碼為存取該類信息提供了一種簡單的方法，不正常線圈的類型是已知的(在功能代碼中不需要線圈類型) 預(yù)定義的不正常線圈號如下：控制器型號線圈設(shè)定M84,184/384,584,9841-8用戶定義484257 電池狀態(tài)258-264用戶定義 884761電池狀態(tài)762內(nèi)存保護狀態(tài)763R10工況狀態(tài)764-768 用戶預(yù)定義查詢圖示 2-15的例子是請求讀從機設(shè)備17中的不正常狀態(tài)。Add

29、rFunCRC16 hiCRC16 lo11H07HXXHXXH圖示 2-15讀取異常狀態(tài)-查詢響應(yīng)正常響應(yīng)包含 8 個不正常的線圈狀態(tài)，為一個數(shù)據(jù)字節(jié)，每個線圈一位。LSB對應(yīng)為最低線圈類型的狀態(tài)。圖2 16所示按查詢要求返回響應(yīng)：AddrFunDO DataCRC16 hiCRC16 lo11H07H6DHXXHXXH圖示 2-16讀取異常狀態(tài)-響應(yīng)推薦精選該例子中，線圈數(shù)據(jù)為 6DH (二進制0110 ,1101)，從左到右 (最高位至最低位) 的線圈狀態(tài)分別為: OFF ON ON OFF ON ON OFF ON。若控制器型號為 984，這些位表示線圈 8 至 1 的狀態(tài)；若控制器型

30、號為 484 則表示線圈 264 至 257 的狀態(tài)。28 強置多線圈（功能碼15）按線圈的順序把各線圈 (DO，0X 類型) 強制成 ON 或 OFF。廣播時，該功能代碼可對各從機中相同類型的線圈起強制作用。該功能代碼可越過內(nèi)存保護和線圈的禁止狀態(tài)線圈。保持強制狀態(tài)有效，并只能由控制器的下一個邏輯來處理。若無線圈控制邏輯程序時，線圈將保持強制狀態(tài)。查詢查詢信息規(guī)定了被強制線圈的類型，線圈的起始地址為0000H，1-16個線圈的尋址地址分為0000H 0015H（DO1=0000H，DO2=0001H，依此類推）。查詢數(shù)據(jù)區(qū)規(guī)定了被請求線圈的 ON/OFF 狀態(tài)，如數(shù)據(jù)區(qū)的某位值為“1”表示請

31、求的相應(yīng)線圈狀態(tài)為ON，位值為“0”，則為OFF狀態(tài)。圖示 2-17例子為請求從機設(shè)備 17 中一組 10 個線圈為強制狀態(tài)，起始線圈為 20 (則尋址地址為 19 或 13H)，查詢的數(shù)據(jù)為 2 個字節(jié)，CD01H (二進制 11001101 0000 0001) 相應(yīng)線圈的二進制位排列如下：Bit:1100110100000001Coll:2726252423222120-2928傳送的第一個字節(jié) CDH 對應(yīng)線圈為 27-20, LSB 對應(yīng)線圈 20，傳送的第二個字節(jié)為 01H，對應(yīng)的線圈為 29-28， LSB 為繼圈 28，其余未使用的位均填“0”。AddrFunDO addrhi

32、DO addrloData #of reg hiData #of reg loByte count Value hi Value loCRC hiCRC lo 11H0FH 00H 13H 00H 0AH 02H CDH 01H XXH XXH 圖示 2-17強置多線圈-查詢響應(yīng)正常響應(yīng)返回從機地址，功能代碼，起始地址以及強制線圈數(shù)。圖2 18對上述查詢返回的響應(yīng)。AddrFunDO addrhiDO addrloData #ofreg hiData #ofreg loCRC16hiCRC16lo11H0FH00H13H00H0AHXXHXXH圖示 2-18強置多線圈-響應(yīng)29預(yù)置多寄存器（功

33、能碼16）把數(shù)據(jù)按順序預(yù)置到各 (4X類型) 寄存器中，廣播時該功能代碼可把數(shù)據(jù)預(yù)置到全部從機中的相同類型的寄存器中。該功能代碼可越過控制器的內(nèi)存保護，在寄存器中的預(yù)置值一直保持有效，只能由控制器的下一個邏輯來處理寄存器的內(nèi)容，控制邏輯中無該寄存器程序時，則寄存器中的值保持不變。推薦精選查詢查詢信息規(guī)定了要預(yù)置寄存器的類型，寄存器尋址起始地址為0000H，寄存器1所對應(yīng)的地址為0000H。圖示 2-19的例子是請求17號從機0040H.的值為178077833。AddrFunData start reg hiData start reg loData #of reg hiData #of re

34、g loByte count Value hi Value loValue hiValue loCRC hiCRC lo 11H10H 00H 40H 00H 02H 04H 40H 89H 0AH 9DH XXH XXH 圖示 2-19預(yù)設(shè)多寄存器-查詢響應(yīng)圖2 20所示對于預(yù)置單寄存器請求的正常響應(yīng)是在寄存器值改變以后將接收到的數(shù)據(jù)傳送回去。AddrFunData startreg hiData startreg loData #ofreg hiData #ofreg loCRC16hiCRC16lo11H10H00H40H00H02HXXHXXH圖示 2-20預(yù)設(shè)多寄存器-響應(yīng)210報告

35、從機標識（功能碼17）返回一個從機地址控制器的類型，從機的當前狀態(tài)，以及有關(guān)從機的其他說明，不支持廣播。查詢圖示 2-21的例子是請求報告從機設(shè)備 17 的 標識ID 和狀態(tài)。AddrFunCRC16 hiCRC16 lo11H11HXXHXXH圖示 2-21報告從機標識-查詢響應(yīng)圖2 22所示正常響應(yīng)格式，數(shù)據(jù)內(nèi)容對應(yīng)每臺控制器的類型。AddrFunByteCountSlave IDRun Indicator StatusAdditfional DataCRC16hiCRC16lo11H11HXXHXXHXXHXXHXXHXXH圖示 2-22報告從機標識-響應(yīng)從機 ID 總結(jié)數(shù)據(jù)區(qū)第一個字節(jié)

36、為 Modicon 控制器返回的從機 IDSlave ID Controller0 Micro 841 4842 184/384推薦精選3 5848 8849 984特注：詳細信息見Modbus協(xié)議英文版或中文版。第三章 附錄附錄A：MODBUS全部功能碼ModBus網(wǎng)絡(luò)是一個工業(yè)通信系統(tǒng)，由帶智能終端的可編程序控制器和計算機通過公用線路或局部專用線路連接而成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)既包括硬件、亦包括軟件。它可應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)控。下表3-1是ModBus的功能碼定義。 表3-1 ModBus功能碼 功能碼名稱作用01讀取線圈狀態(tài)取得一組邏輯線圈的當前狀態(tài)（ON/OFF)02讀取輸入狀態(tài)取得一組開

37、關(guān)輸入的當前狀態(tài)（ON/OFF)03讀取保持寄存器在一個或多個保持寄存器中取得當前的二進制值04讀取輸入寄存器在一個或多個輸入寄存器中取得當前的二進制值05強置單線圈強置一個邏輯線圈的通斷狀態(tài)06預(yù)置單寄存器把具體二進值裝入一個保持寄存器07讀取異常狀態(tài)取得8個內(nèi)部線圈的通斷狀態(tài)，這8個線圈的地址由控制器決定，用戶邏輯可以將這些線圈定義，以說明從機狀態(tài)，短報文適宜于迅速讀取狀態(tài)08回送診斷校驗把診斷校驗報文送從機，以對通信處理進行評鑒09編程（只用于484）使主機模擬編程器作用，修改PC從機邏輯10控詢（只用于484）可使主機與一臺正在執(zhí)行長程序任務(wù)從機通信，探詢該從機是否已完成其操作任務(wù)，僅

38、在含有功能碼9的報文發(fā)送后，本功能碼才發(fā)送11讀取事件計數(shù)可使主機發(fā)出單詢問，并隨即判定操作是否成功，尤其是該命令或其他應(yīng)答產(chǎn)生通信錯誤時12讀取通信事件記錄可是主機檢索每臺從機的ModBus事務(wù)處理通信事件記錄。如果某項事務(wù)處理完成，記錄會給出有關(guān)錯誤13編程（184/384 484 584）可使主機模擬編程器功能修改PC從機邏輯14探詢（184/384 484 584）可使主機與正在執(zhí)行任務(wù)的從機通信，定期控詢該從機是否已完成其程序操作，僅在含有功能13的報文發(fā)送后，本功能碼才得發(fā)送15強置多線圈強置一串連續(xù)邏輯線圈的通斷16預(yù)置多寄存器把具體的二進制值裝入一串連續(xù)的保持寄存器推薦精選17

39、報告從機標識可使主機判斷編址從機的類型及該從機運行指示燈的狀態(tài)18（884和MICRO 84）可使主機模擬編程功能，修改PC狀態(tài)邏輯19重置通信鏈路發(fā)生非可修改錯誤后，是從機復(fù)位于已知狀態(tài)，可重置順序字節(jié)20讀取通用參數(shù)（584L）顯示擴展存儲器文件中的數(shù)據(jù)信息21寫入通用參數(shù)（584L）把通用參數(shù)寫入擴展存儲文件，或修改之2264保留作擴展功能備用 6572保留以備用戶功能所用留作用戶功能的擴展編碼73119非法功能 120127保留留作內(nèi)部作用128255保留用于異常應(yīng)答ModBus網(wǎng)絡(luò)只是一個主機，所有通信都由他發(fā)出。網(wǎng)絡(luò)可支持247個之多的遠程從屬控制器，但實際所支

40、持的從機數(shù)要由所用通信設(shè)備決定。采用這個系統(tǒng)，各PC可以和中心主機交換信息而不影響各PC執(zhí)行本身的控制任務(wù)。表3-2是ModBus各功能碼對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。 表3-2 ModBus功能碼與數(shù)據(jù)類型對應(yīng)表 代碼功能數(shù)據(jù)類型01讀位02讀位03讀整型、字符型、狀態(tài)字、浮點型04讀整型、狀態(tài)字、浮點型05寫位06寫整型、字符型、狀態(tài)字、浮點型08N/A重復(fù)“回路反饋”信息15寫位16寫整型、字符型、狀態(tài)字、浮點型17讀字符型附錄B：不正常響應(yīng)推薦精選不正常響應(yīng)：除廣播外，主機向從機設(shè)備發(fā)送查詢并希望有一個正常響應(yīng)，主機查詢中有可能產(chǎn)生4種事件：¨ 從機接收查詢，通訊錯誤正常處理信息，則返回一

41、個正常響應(yīng)事件。¨ 由于通訊出錯，從機不能接收查詢數(shù)據(jù)，因而不返回響應(yīng)。此時，主機依靠處理程序給出查詢超時事件。¨ 若從機接收查詢，發(fā)現(xiàn)有 (LRC或CRC) 通訊錯誤，并返回響應(yīng)，此時，依靠主機處理程序給出查詢超時事件。¨ 從機接收查詢，無通訊錯誤，但無法處理(如讀不存在的線圈和寄存器)時，向主機報告錯誤的性質(zhì)。不正常響應(yīng)信息有2個與正常響應(yīng)不相同的區(qū)域：功能代碼區(qū)：正常響應(yīng)時，從機的響應(yīng)功能代碼區(qū)，帶原查詢的功能代碼。所有功能代碼的MSB為0(其值低于80H)。不正常響應(yīng)時，從機把功能代碼的MSB置為1，使功能代碼值大于80H，高于正常響應(yīng)的值。這樣，主機應(yīng)用

42、程序能識別不正常響應(yīng)事件，能檢查不正常代碼的數(shù)據(jù)區(qū)。數(shù)據(jù)區(qū)：正常響應(yīng)中，數(shù)據(jù)區(qū)含有(按查詢要求給出的) 數(shù)據(jù)或統(tǒng)計值，在不正常響應(yīng)中，數(shù)據(jù)區(qū)為一個不正常代碼，它說明從機產(chǎn)生不正常響應(yīng)的條件和原因。例：主機發(fā)出查詢，從機不正常響應(yīng)。（為十六進制數(shù)據(jù)）。查詢：AddrFunDO start reg hiDO start reg loDO #of regs hiDO #of regs loCRC16HiCRC16Lo0AH01H04HA1H00H01HXXHXXH響應(yīng)（不正?；蚶猓篈ddrFunException CodeCRC16HiCRC16Lo0AH81H02HXXHXXH圖 3 1 .

43、不正常信息幀格式上例中，從機設(shè)備地址10(0AH)，讀線圈狀態(tài)的功能代碼(01)，主機請求線圈狀態(tài)的地址為1245(04A1H)。注意：只讀一個指定線圈，地址為(0001).若從機中不存在此線圈地址時，即以不正常代碼(02)，向主機返回一個不正常響應(yīng)。說明為不合法地址。表3-3 ModBus的不正常代碼：推薦精選代碼名稱含義01不合法功能代碼從機接收的是一種不能執(zhí)行功能代碼。發(fā)出查詢命令后，該代碼指示無程序功能。02不合法數(shù)據(jù)地址接收的數(shù)據(jù)地址，是從機不允許的地址。03不合法數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)區(qū)的值是從機不允許的值。04從機設(shè)備故障從機執(zhí)行主機請求的動作時出現(xiàn)不可恢復(fù)的錯誤。05確認從機已接收請求處

44、理數(shù)據(jù)，但需要較長的處理時間，為避免主機出現(xiàn)超時錯誤而發(fā)送該確認響應(yīng)。主機以此再發(fā)送一個“查詢程序完成”未決定從機是否已完成處理。06從機設(shè)備忙碌從機正忙于處理一個長時程序命令，請求主機在從機空閑時發(fā)送信息。07否定從機不能執(zhí)行查詢要求的程序功能時，該代碼使用十進制13或14代碼，向主機返回一個“不成功的編程請求”信息。主機應(yīng)請求診斷從機的錯誤信息。08內(nèi)存奇偶校驗錯誤從機讀擴展內(nèi)存中的數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)有奇偶校驗錯誤，主機按從機的要求重新發(fā)送數(shù)據(jù)請求。附錄C：CRC校驗生成程序CRC簡單函數(shù)如下： unsigned short CRC16(puchMsg, usDataLen) unsigned

45、char *puchMsg ; /* 要進行CRC校驗的消息 */ unsigned short usDataLen ; /* 消息中字節(jié)數(shù) */ unsigned char uchCRCHi = 0xFF ; /* 高CRC字節(jié)初始化 */ unsigned char uchCRCLo = 0xFF ; /* 低CRC 字節(jié)初始化 */ unsigned uIndex ; /* CRC循環(huán)中的索引 */ while (usDataLen-) /* 傳輸消息緩沖區(qū) */ uIndex = uchCRCHi *puchMsgg+ ; /* 計算CRC */ uchCRCHi = uchCRCLo

46、 auchCRCHiuIndex ; uchCRCLo = auchCRCLouIndex ; return (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo) ; /* CRC 高位字節(jié)值表 */ static unsigned char auchCRCHi = 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81

47、, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 推薦精選0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,

48、0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,

49、0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,

50、0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,

51、0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40 ; /* CRC低位字節(jié)值表*/ static char auchCRCLo = 0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D,