基于MODBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的多功能電力儀表電能表遠(yuǎn)程通訊(

1、 軟件界面：(其他語(yǔ)言版本聯(lián)系：無(wú)錫騰遠(yuǎn)Modbus 協(xié)議簡(jiǎn)介Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)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(biāo)準(zhǔn)。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(jìn)行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請(qǐng)求訪問其它設(shè)備的過(guò)程,如果回應(yīng)來(lái)自其它設(shè)備的請(qǐng)求,以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。 當(dāng)在一Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí),此協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設(shè)備地址,識(shí)別按地址發(fā)來(lái)的消息,決定要

2、產(chǎn)生何種行動(dòng)。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(kuò)展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)地址、路由路徑及錯(cuò)誤檢測(cè)的方法。 在Modbus網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)輸標(biāo)準(zhǔn)的Modbus口是使用一RS-232C兼容串行接口,它定義了連接口的針腳、電纜、信號(hào)位、傳輸波特率、奇偶校驗(yàn)?？刂破髂苤苯踊蚪?jīng)由Modem組網(wǎng)。 控制器通信使用主從技術(shù),即僅一設(shè)備（主設(shè)備）能初始化傳輸（查詢）。其它設(shè)備（從設(shè)備）根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)反應(yīng)。典型的主設(shè)備：主機(jī)和可編程儀表。典型的從設(shè)備：可編程控制器。 主設(shè)備可單獨(dú)和從設(shè)備通

3、信,也能以廣播方式和所有從設(shè)備通信。如果單獨(dú)通信,從設(shè)備返回一消息作為回應(yīng),如果是以廣播方式查詢的,則不作任何回應(yīng)。Modbus協(xié)議建立了主設(shè)備查詢的格式：設(shè)備（或廣播）地址、功能代碼、所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)、一錯(cuò)誤檢測(cè)域。 從設(shè)備回應(yīng)消息也由Modbus協(xié)議構(gòu)成,包括確認(rèn)要行動(dòng)的域、任何要返回的數(shù)據(jù)、和一錯(cuò)誤檢測(cè)域。如果在消息接收過(guò)程中發(fā)生一錯(cuò)誤,或從設(shè)備不能執(zhí)行其命令,從設(shè)備將建立一錯(cuò)誤消息并把它作為回應(yīng)發(fā)送出去。 在其它類型網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)輸在其它網(wǎng)絡(luò)上,控制器使用對(duì)等技術(shù)通信,故任何控制都能初始和其它控制器的通信。這樣在單獨(dú)的通信過(guò)程中,控制器既可作為主設(shè)備也可作為從設(shè)備。提供的多個(gè)內(nèi)部通道可允許同

4、時(shí)發(fā)生的傳輸進(jìn)程。 在消息位,Modbus協(xié)議仍提供了主從原則,盡管網(wǎng)絡(luò)通信方法是“對(duì)等”。如果一控制器發(fā)送一消息,它只是作為主設(shè)備,并期望從從設(shè)備得到回應(yīng)。同樣,當(dāng)控制器接收到一消息,它將建立一從設(shè)備回應(yīng)格式并返回給發(fā)送的控制器。 查詢回應(yīng)周期（1）查詢 查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能。數(shù)據(jù)段包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的任何附加信息。例如功能代碼03是要求從設(shè)備讀保持寄存器并返回它們的內(nèi)容。數(shù)據(jù)段必須包含要告之從設(shè)備的信息：從何寄存器開始讀及要讀的寄存器數(shù)量。錯(cuò)誤檢測(cè)域?yàn)閺脑O(shè)備提供了一種驗(yàn)證消息內(nèi)容是否正確的方法。 （2）回應(yīng) 如果從設(shè)備產(chǎn)生一正常的回應(yīng),在回應(yīng)消息中的功能

5、代碼是在查詢消息中的功能代碼的回應(yīng)。數(shù)據(jù)段包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù)：象寄存器值或狀態(tài)。如果有錯(cuò)誤發(fā)生,功能代碼將被修改以用于指出回應(yīng)消息是錯(cuò)誤的,同時(shí)數(shù)據(jù)段包含了描述此錯(cuò)誤信息的代碼。錯(cuò)誤檢測(cè)域允許主設(shè)備確認(rèn)消息內(nèi)容是否可用。 兩種傳輸方式控制器能設(shè)置為兩種傳輸模式（ASCII或RTU）中的任何一種在標(biāo)準(zhǔn)的Modbus網(wǎng)絡(luò)通信。用戶選擇想要的模式,包括串口通信參數(shù)（波特率、校驗(yàn)方式等）,在配置每個(gè)控制器的時(shí)候,在一個(gè)Modbus網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數(shù)。 所選的ASCII或RTU方式僅適用于標(biāo)準(zhǔn)的Modbus網(wǎng)絡(luò),它定義了在這些網(wǎng)絡(luò)上連續(xù)傳輸?shù)南⒍蔚拿恳晃?以及決定怎

6、樣將信息打包成消息域和如何解碼。 在其它網(wǎng)絡(luò)上（象MAP和Modbus Plus）Modbus消息被轉(zhuǎn)成與串行傳輸無(wú)關(guān)的幀。 1、ASCII模式 當(dāng)控制器設(shè)為在Modbus網(wǎng)絡(luò)上以ASCII（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼）模式通信,在消息中的每個(gè)8Bit字節(jié)都作為兩個(gè)ASCII字符發(fā)送。這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是字符發(fā)送的時(shí)間間隔可達(dá)到1秒而不產(chǎn)生錯(cuò)誤。 代碼系統(tǒng) · 十六進(jìn)制,ASCII字符0.9,A.F · 消息中的每個(gè)ASCII字符都是一個(gè)十六進(jìn)制字符組成 每個(gè)字節(jié)的位 · 1個(gè)起始位 · 7個(gè)數(shù)據(jù)位,最小的有效位先發(fā)送 · 1個(gè)奇偶校驗(yàn)位,無(wú)校驗(yàn)則無(wú)

7、 CRC域是兩個(gè)字節(jié),包含一16位的二進(jìn)制值。它由傳輸設(shè)備計(jì)算后加入到消息中。接收設(shè)備重新計(jì)算收到消息的CRC,并與接收到的CRC域中的值比較,如果兩值不同,則有誤。 CRC是先調(diào)入一值是全“1”的16位寄存器,然后調(diào)用一過(guò)程將消息中連續(xù)的8位字節(jié)各當(dāng)前寄存器中的值進(jìn)行處理。僅每個(gè)字符中的8Bit數(shù)據(jù)對(duì)CRC有效,起始位和停止位以及奇偶校驗(yàn)位均無(wú)效。 CRC產(chǎn)生過(guò)程中,每個(gè)8位字符都單獨(dú)和寄存器內(nèi)容相或（OR）,結(jié)果向最低有效位方向移動(dòng),最高有效位以0填充。LSB被提取出來(lái)檢測(cè),如果LSB為1,寄存器單獨(dú)和預(yù)置的值或一下,如果LSB為0,則不進(jìn)行。整個(gè)過(guò)程要重復(fù)8次。在最后一位（第8位）完成后

8、,下一個(gè)8位字節(jié)又單獨(dú)和寄存器的當(dāng)前值相或。最終寄存器中的值,是消息中所有的字節(jié)都執(zhí)行之后的CRC值。 CRC添加到消息中時(shí),低字節(jié)先加入,然后高字節(jié)。 CRC簡(jiǎn)單函數(shù)如下： unsigned short CRC16(puchMsg, usDataLen unsigned char *puchMsg ; /* 要進(jìn)行CRC校驗(yàn)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

9、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(jì)算CRC */ uchCRCHi = uchCRCLo auchCRCHiuIndex ; uchCRCLo = auchCRCLouIndex ; return (uchCRCHi << 8 uchCRCLo ; /* CRC 高位字節(jié)值表 */ static unsigned char auchCRCHi = 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x0

10、1, 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, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x8

11、0, 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, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x0

12、1, 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, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x8

13、0, 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, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x0

14、0, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 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, 0x8

15、1, 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, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09, 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE,

16、 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3, 0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A, 0x3B, 0xFB,

17、 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26, 0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65,

18、 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F, 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5, 0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0,

19、 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C, 0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C, 0x44, 0x84,

20、 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40 ; ModBus網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)工業(yè)通信系統(tǒng),由帶智能終端的可編程序控制器和計(jì)算機(jī)通過(guò)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(guò)程監(jiān)控。下表1是ModBus的功能碼定義。 表1 ModBus功能碼 01 READ COIL STATUS 02 READ INPUT STATUS 03 READ HOLDING REGISTER 04 READ INPUT REGISTER 05 WRI

21、TE SINGLE COIL 06 WRITE SINGLE REGISTER 15 WRITE MULTIPLE COIL 16 WRITE MULTIPLE REGISTER ModBus網(wǎng)絡(luò)只是一個(gè)主機(jī),所有通信都由他發(fā)出。網(wǎng)絡(luò)可支持247個(gè)之多的遠(yuǎn)程從屬控制器,但實(shí)際所支持的從機(jī)數(shù)要由所用通信設(shè)備決定。采用這個(gè)系統(tǒng),各PC可以和中心主機(jī)交換信息而不影響各PC執(zhí)行本身的控制任務(wù)。 （1）ModBus的傳輸方式 在ModBus系統(tǒng)中有2種傳輸模式可選擇。這2種傳輸模式與從機(jī)PC通信的能力是同等的。選擇時(shí)應(yīng)視所用ModBus主機(jī)而定,每個(gè)ModBus系統(tǒng)只能使用一種模式,不允許2種模式混用。

22、一種模式是ASCII（美國(guó)信息交換碼）,另一種模式是RTU（遠(yuǎn)程終端設(shè)備）這兩種模式的定義見表3 表3 ASCII和RTU傳輸模式的特性 ASCII可打印字符便于故障檢測(cè),而且對(duì)于用高級(jí)語(yǔ)言（如Fortan）編程的主計(jì)算機(jī)及主PC很適宜。RTU則適用于機(jī)器語(yǔ)言編程的計(jì)算機(jī)和PC主機(jī)。 用RTU模式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是8位二進(jìn)制字符。如欲轉(zhuǎn)換為ASCII模式,則每個(gè)RTU字符首先應(yīng)分為高位和低位兩部分,這兩部分各含4位,然后轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制等量值。用以構(gòu)成報(bào)文的ASCII字符都是十六進(jìn)制字符。ASCII模式使用的字符雖是RTU模式的兩倍,但ASCII數(shù)據(jù)的譯瑪和處理更為容易一些,此外,用RTU模式時(shí)報(bào)文字

23、符必須以連續(xù)數(shù)據(jù)流的形式傳送,用ASCII模式,字符之間可產(chǎn)生長(zhǎng)達(dá)1s的間隔,以適應(yīng)速度較快的機(jī)器。 （2）ModBus的數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式 CRC-16（循環(huán)冗余錯(cuò)誤校驗(yàn)） 習(xí)慣于成串發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備會(huì)首選送出字符的最右位（LSB-最低有效位）。而在生成CRC情況下,發(fā)送首位應(yīng)是被除數(shù)的最高有效位MSB。由于在運(yùn)算中不用進(jìn)位,為便于操作起見,計(jì)算CRC時(shí)設(shè)MSB在最右位。生成多項(xiàng)式的位序也必須反過(guò)來(lái),以保持一致。多項(xiàng)式的MSB略去不記,因其只對(duì)商有影響而不影響余數(shù)。 生成CRC-16校驗(yàn)字節(jié)的步驟如下： 裝如一個(gè)16位寄存器,所有數(shù)位均為1。 該16位寄存器的高位字節(jié)與開始8位字節(jié)進(jìn)行“異或”運(yùn)算。

24、運(yùn)算結(jié)果放入這個(gè)16位寄存器。 把這個(gè)16寄存器向右移一位。 重復(fù)和,直至移出8位。 另外8位與該十六位寄存器進(jìn)行“異或”運(yùn)算。 重復(fù),直至該報(bào)文所有字節(jié)均與16位寄存器進(jìn)行“異或”運(yùn)算,并移位8次。 這個(gè)16位寄存器的內(nèi)容即2字節(jié)CRC錯(cuò)誤校驗(yàn),被加到報(bào)文的最高有效位。 另外,在某些非ModBus通信協(xié)議中也經(jīng)常使用CRC16作為校驗(yàn)手段,而且產(chǎn)生了一些CRC16的變種,他們是使用CRC16多項(xiàng)式X16+X15+X2+1,單首次裝入的16位寄存器為0000;使用CRC16的反序X16+X14+X1+1,首次裝入寄存器值為0000或FFFFH。 LRC（縱向冗余錯(cuò)誤校驗(yàn)） LRC錯(cuò)誤校驗(yàn)用于A

25、SCII模式。這個(gè)錯(cuò)誤校驗(yàn)是一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù),可作為2個(gè)ASCII十六進(jìn)制字節(jié)傳送。把十六進(jìn)制字符轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制,加上無(wú)循環(huán)進(jìn)位的二進(jìn)制字符和二進(jìn)制補(bǔ)碼結(jié)果生成LRC錯(cuò)誤校驗(yàn)（參見圖）。這個(gè)LRC在接收設(shè)備進(jìn)行核驗(yàn),并與被傳送的LRC進(jìn)行比較,冒號(hào)（：）、回車符號(hào)（CR）、換行字符（LF）和置入的其他任何非ASCII十六進(jìn)制字符在運(yùn)算時(shí)忽略不計(jì)。MODBUS通訊協(xié)議及編程的簡(jiǎn)要概論:ModBus通訊協(xié)議分為RTU協(xié)議和ASCII協(xié)議，我公司的多種儀表都采用ModBus RTU通訊協(xié)議，如：CH2000智能電力監(jiān)測(cè)儀、CH2000M電力參數(shù)采集模塊、巡檢表、數(shù)顯表、光柱數(shù)顯表等。下面就ModBus

26、 RTU協(xié)議簡(jiǎn)要介紹如下：一、通訊協(xié)議（一）、通訊傳送方式：通訊傳送分為獨(dú)立的信息頭，和發(fā)送的編碼數(shù)據(jù)。以下的通訊傳送方式定義也與MODBUS RTU通訊規(guī)約相兼容： 編 碼 8位二進(jìn)制 起始位 1位 數(shù)據(jù)位 8位 奇偶校驗(yàn)位 1位（偶校驗(yàn)位） 停止位 1位 錯(cuò)誤校檢 CRC（冗余循環(huán)碼） 初始結(jié)構(gòu) = 4字節(jié)的時(shí)間 地址碼 = 1 字節(jié)功能碼 = 1 字節(jié)數(shù)據(jù)區(qū) = N 字節(jié)錯(cuò)誤校檢 = 16位CRC碼 結(jié)束結(jié)構(gòu) = 4字節(jié)的時(shí)間地址碼：地址碼為通訊傳送的第一個(gè)字節(jié)。這個(gè)字節(jié)表明由用戶設(shè)定地址碼的從機(jī)將接收由主機(jī)發(fā)送來(lái)的信息。并且每個(gè)從機(jī)都有具有唯一的地址碼，并且響應(yīng)回送均以各自的地址碼開始

27、。主機(jī)發(fā)送的地址碼表明將發(fā)送到的從機(jī)地址，而從機(jī)發(fā)送的地址碼表明回送的從機(jī)地址。功能碼：通訊傳送的第二個(gè)字節(jié)。ModBus通訊規(guī)約定義功能號(hào)為1到127。本儀表只利用其中的一部分功能碼。作為主機(jī)請(qǐng)求發(fā)送，通過(guò)功能碼告訴從機(jī)執(zhí)行什么動(dòng)作。作為從機(jī)響應(yīng)，從機(jī)發(fā)送的功能碼與從主機(jī)發(fā)送來(lái)的功能碼一樣，并表明從機(jī)已響應(yīng)主機(jī)進(jìn)行操作。如果從機(jī)發(fā)送的功能碼的最高位為1(比如功能碼大與此同時(shí)127，則表明從機(jī)沒有響應(yīng)操作或發(fā)送出錯(cuò)。數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是根據(jù)不同的功能碼而不同。數(shù)據(jù)區(qū)可以是實(shí)際數(shù)值、設(shè)置點(diǎn)、主機(jī)發(fā)送給從機(jī)或從機(jī)發(fā)送給主機(jī)的地址。CRC碼：二字節(jié)的錯(cuò)誤檢測(cè)碼。（二）、通訊規(guī)約：當(dāng)通訊命令發(fā)送至儀器時(shí)，

28、符合相應(yīng)地址碼的設(shè)備接通訊命令，并除去地址碼，讀取信息，如果沒有出錯(cuò)，則執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)；然后把執(zhí)行結(jié)果返送給發(fā)送者。返送的信息中包括地址碼、執(zhí)行動(dòng)作的功能碼、執(zhí)行動(dòng)作后結(jié)果的數(shù)據(jù)以及錯(cuò)誤校驗(yàn)碼。如果出錯(cuò)就不發(fā)送任何信息。1信息幀結(jié)構(gòu)地址碼 功能碼 數(shù)據(jù)區(qū) 錯(cuò)誤校驗(yàn)碼 8位 8位 N × 8位 16位 地址碼：地址碼是信息幀的第一字節(jié)(8位，從0到255。這個(gè)字節(jié)表明由用戶設(shè)置地址的從機(jī)將接收由主機(jī)發(fā)送來(lái)的信息。每個(gè)從機(jī)都必須有唯一的地址碼，并且只有符合地址碼的從機(jī)才能響應(yīng)回送。當(dāng)從機(jī)回送信息時(shí)，相當(dāng)?shù)牡刂反a表明該信息來(lái)自于何處。功能碼：主機(jī)發(fā)送的功能碼告訴從機(jī)執(zhí)行什么任務(wù)。表1-1列

29、出的功能碼都有具體的含義及操作。 代碼 含義 操作 03 讀取數(shù)據(jù) 讀取當(dāng)前寄存器內(nèi)一個(gè)或多個(gè)二進(jìn)制值 06 重置單一寄存器 把設(shè)置的二進(jìn)制值寫入單一寄存器 數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)包含需要從機(jī)執(zhí)行什么動(dòng)作或由從機(jī)采集的返送信息。這些信息可以是數(shù)值、參考地址等等。例如，功能碼告訴從機(jī)讀取寄存器的值，則數(shù)據(jù)區(qū)必需包含要讀取寄存器的起始地址及讀取長(zhǎng)度。對(duì)于不同的從機(jī)，地址和數(shù)據(jù)信息都不相同。錯(cuò)誤校驗(yàn)碼：主機(jī)或從機(jī)可用校驗(yàn)碼進(jìn)行判別接收信息是否出錯(cuò)。有時(shí)，由于電子噪聲或其它一些干擾，信息在傳輸過(guò)程中會(huì)發(fā)生細(xì)微的變化，錯(cuò)誤校驗(yàn)碼保證了主機(jī)或從機(jī)對(duì)在傳送過(guò)程中出錯(cuò)的信息不起作用。這樣增加了系統(tǒng)的安全和效率。錯(cuò)誤校

30、驗(yàn)采用CRC-16校驗(yàn)方法。注：信息幀的格式都基本相同：地址碼、功能碼、數(shù)據(jù)區(qū)和錯(cuò)誤校驗(yàn)碼。2錯(cuò)誤校驗(yàn)冗余循環(huán)碼（CRC）包含2個(gè)字節(jié)，即16位二進(jìn)制。CRC碼由發(fā)送設(shè)備計(jì)算，放置于發(fā)送信息的尾部。接收信息的設(shè)備再重新計(jì)算接收到信息的 CRC碼，比較計(jì)算得到的CRC碼是否與接收到的相符，如果兩者不相符，則表明出錯(cuò)。CRC碼的計(jì)算方法是，先預(yù)置16位寄存器全為1。再逐步把每8位數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理。在進(jìn)行CRC碼計(jì)算時(shí)只用8位數(shù)據(jù)位，起始位及停止位，如有奇偶校驗(yàn)位的話也包括奇偶校驗(yàn)位，都不參與CRC碼計(jì)算。在計(jì)算CRC碼時(shí)，8位數(shù)據(jù)與寄存器的數(shù)據(jù)相異或，得到的結(jié)果向低位移一字節(jié)，用0填補(bǔ)最高位。再檢

31、查最低位，如果最低位為1，把寄存器的內(nèi)容與預(yù)置數(shù)相異或，如果最低位為0，不進(jìn)行異或運(yùn)算。這個(gè)過(guò)程一直重復(fù)8次。第8次移位后，下一個(gè)8位再與現(xiàn)在寄存器的內(nèi)容相相異或，這個(gè)過(guò)程與以上一樣重復(fù)8次。當(dāng)所有的數(shù)據(jù)信息處理完后，最后寄存器的內(nèi)容即為CRC碼值。CRC碼中的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收時(shí)低字節(jié)在前。計(jì)算CRC碼的步驟為：預(yù)置16位寄存器為十六進(jìn)制FFFF（即全為1）。稱此寄存器為CRC寄存器； 把第一個(gè)8位數(shù)據(jù)與16位CRC寄存器的低位相異或，把結(jié)果放于CRC寄存器； 把寄存器的內(nèi)容右移一位(朝低位，用0填補(bǔ)最高位，檢查最低位； 如果最低位為0：重復(fù)第3步(再次移位; 如果最低位為1：CRC寄存器與多項(xiàng)

32、式A001（1010 0000 0000 0001）進(jìn)行異或； 重復(fù)步驟3和4，直到右移8次，這樣整個(gè)8位數(shù)據(jù)全部進(jìn)行了處理； 重復(fù)步驟2到步驟5，進(jìn)行下一個(gè)8位數(shù)據(jù)的處理； 最后得到的CRC寄存器即為CRC碼。 3功能碼03，讀取點(diǎn)和返回值：儀表采用Modbus RTU通訊規(guī)約，利用通訊命令，可以進(jìn)行讀取點(diǎn)(“保持寄存器” 或返回值(“輸入寄存器” 的操作。保持和輸入寄存器都是16位（2字節(jié)）值，并且高位在前。這樣用于儀表的讀取點(diǎn)和返回值都是2字節(jié)。一次最多可讀取寄存器數(shù)是60。由于一些可編程控制器不用功能碼03，所以功能碼03被用作讀取點(diǎn)和返回值。從機(jī)響應(yīng)的命令格式是從機(jī)地址、功能碼、數(shù)據(jù)區(qū)及CRC碼。數(shù)據(jù)區(qū)中的寄存器數(shù)據(jù)都是每?jī)蓚€(gè)字節(jié)高字節(jié)在前。4功能碼06，單點(diǎn)保存主機(jī)利用這條命令把單點(diǎn)數(shù)據(jù)保存到儀表的存儲(chǔ)器。從機(jī)也用這個(gè)功能碼向主機(jī)返送信息。二、編程舉例下面是一個(gè)用VC編寫的ModBus RTU通訊的例子（一）、通訊口設(shè)置DCB dcb;hCom=Cre