通訊格式、傳輸方式及MODBUS協(xié)議簡介

1、 MODBUS協(xié)議、通訊格式、傳輸方式 QQ:512989395 淘寶店鋪： MODBUS簡介MODBUS是一種單主站的主/從通信模式。MODBUS網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主站存在，主站在 MODBUS網(wǎng)絡(luò)上沒有地址，從站的地址范圍為 0 - 247，其中 0 為廣播地址，從站的實(shí)際地址范圍為 1 - 247。 MODBUS通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議可以通過各種傳輸方式傳播，如 RS232C、RS485、光纖、無線電等。 MODBUS具有兩種串行傳輸模式，ASCII 和 RTU。它們定義了數(shù)據(jù)如何打包、解碼的不同方式。支持 MODBUS 協(xié)議的設(shè)備一般都支持 RTU 格式。 通信雙方必須同時(shí)支持上述模式中的一種。實(shí)

2、際也就是發(fā)送與接收雙方商量一下，定好規(guī)則，發(fā)送方想要接收方做某件事，就發(fā)送某種格式的信息給接收方，接收方收到信息后，按照事先約定好的規(guī)則分析信息，執(zhí)行命令。您如果愿意，也可以自己定義一個(gè)通訊規(guī)范，用PLC 或是VB 語言按照您自己定義的這個(gè)規(guī)范處理，如果您定義的這個(gè)規(guī)范可靠性、便于分析性超過MODBUS,那您的通訊規(guī)范就是最流行的了！MODBUS 的通訊規(guī)范：起始符 + 設(shè)備地址 + 功能代碼 + 數(shù)據(jù) + 校驗(yàn)和 + 結(jié)束符 通訊格式 通訊格式設(shè)置舉例：9600，o，8，1 即： 波特率為9600； 校驗(yàn)方式為奇校驗(yàn)； 數(shù)據(jù)位為八位； 停止位為一位； -1、波特率：波特率是每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位

3、數(shù)；什么是位數(shù)呢？計(jì)算機(jī)處理的語言是"0"和"1"組合而成的信息，即機(jī)器語言！一個(gè)"0"或是一個(gè)"1"就是一個(gè)位； 設(shè)置波特率的作用？ 如果把波特率設(shè)為9600，即一秒鐘之內(nèi)能夠傳輸9600個(gè)"0"或是"1"，它決定了通訊的數(shù)據(jù)傳輸速度。常用的波特率數(shù)值有：2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200； 其值越大，通訊傳輸速度越高，那么是不是把波特率的數(shù)值設(shè)置的越大越好呢？當(dāng)然不是，它要根據(jù)現(xiàn)場傳輸條件來決定，波特率設(shè)置的越大，要承擔(dān)的通訊失

4、敗風(fēng)險(xiǎn)越大。- 2、數(shù)據(jù)位：前面說過，計(jì)算機(jī)處理的語言是"0"和"1"組合而成的信息，即機(jī)器語言！01000001 ，01000010 ，01000011 ，01000100 ，01000101，01000110 A B C D E F上面一組機(jī)器碼分別代表的字符是 A，B，C，D，E，F(xiàn)；如A: 是用01000001表示，共八個(gè)"0"或"1"，即數(shù)據(jù)位為八位；數(shù)據(jù)位的含義：是一個(gè)字符可以用多少個(gè)位的組合來表示； 為什么要設(shè)置數(shù)據(jù)位呢？ 其一，設(shè)置數(shù)據(jù)位后，我們就知道了數(shù)據(jù)長度，然后可以根據(jù)波特率(9600)計(jì)算出

5、傳輸一個(gè)字符A需要多少時(shí)間。如果數(shù)據(jù)位設(shè)為8,則： 8/9600=0.00083秒即傳輸一個(gè)字符"A"需要0.83毫秒的時(shí)間（這不是正確的計(jì)算，原因在停止位的解釋中再論述?。?其二,定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，方便通訊雙方分析。合法的數(shù)據(jù)位值：4、5、6、7、8 目前常用的數(shù)據(jù)位是8 位與7 位。- 3、停止位： 設(shè)置了數(shù)據(jù)位，就可以正常通訊了嗎？不是！接收方何時(shí)才知道一個(gè)字符傳輸結(jié)束了呢？這就需要一個(gè)停止位，有停止位當(dāng)然還需要一個(gè)起始位來告訴接收方一個(gè)字符的傳輸開始！ 為什么要設(shè)置停止位呢？ 上面解釋過了，即，知道一個(gè)字符何時(shí)傳輸結(jié)束！ 目前常用的停止位是一位與二位。還有一個(gè)問題，為什

6、么在通訊格式中不用設(shè)置起始位？我所知道的是： 停止位是一個(gè)高電平(1)，當(dāng)接收方接收到連續(xù)的高電平時(shí)，表示一個(gè)字符傳輸結(jié)束。 起始位是一個(gè)低電平(0),當(dāng)接收方接收連續(xù)的低電平時(shí)，表示下一個(gè)字符的傳輸開始。如果停止位可靠(1 位或是2 位)，那么干擾造成低電平起始位假象的可能性就不大，所以不用設(shè)置起始位！ 在數(shù)據(jù)位的解釋中，我計(jì)算過傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)位設(shè)為八位的字符"A"的傳輸時(shí)間，8/9600=0.00083 秒，即0.83 毫秒的時(shí)間傳輸一個(gè)字符A，現(xiàn)在您應(yīng)該知道了，這個(gè)計(jì)算并不正確，因?yàn)闆]有加上起始位數(shù)和停止位數(shù)！ 現(xiàn)在我們重新計(jì)算：假如設(shè)置停止位為2，則一個(gè)起始位，兩個(gè)停

7、止位，8 個(gè)數(shù)據(jù)位，總位數(shù)為11。11/9600=0.0011 秒，即傳輸一個(gè)字符"A"需要1.1毫秒的時(shí)間（這還不是正確的計(jì)算，原因在校驗(yàn)方式的解釋中再論述！）- 4、校驗(yàn)方式： 朋友們都知道，干擾是無處不在的，如果抗干擾處理的不理想，在通訊傳輸過程中，"0"可能會變成"1"，或是將"1"干擾成"0"，造成傳輸錯誤.干擾是消除不了的，提高抗干擾能力也只是提高而已，并不能完全防止干擾。所以因?yàn)楦蓴_造成的傳輸錯誤一定會發(fā)生。接收方如何知道接收到字符是否正確呢？解決方式就是加上一個(gè)校驗(yàn)，即在傳輸?shù)臄?shù)

8、據(jù)中再加上一個(gè)校驗(yàn)位！目前所用的校驗(yàn)方式為： 偶校驗(yàn)(even):簡單表示為"e" ； 奇校驗(yàn)(odd):簡單表示為"o" ； 無校驗(yàn)(none):簡單表示為"n" ； 偶校驗(yàn)：如果一個(gè)字符中"1"的個(gè)數(shù)是奇數(shù)那么校驗(yàn)位就置為"1"； 如果一個(gè)字符中"1"的個(gè)數(shù)是偶數(shù)，那么校驗(yàn)位就置為0；從而保證總的1 的個(gè)數(shù)是偶數(shù)；比如設(shè)置數(shù)據(jù)位為8位，字符"A"是：0100 0001 其"1"的個(gè)數(shù)是2個(gè)，為偶數(shù)。那么校驗(yàn)位則為"0&qu

9、ot; 真正發(fā)送的信息為：0100 0001 0 奇校驗(yàn)：如果一個(gè)字符中"1"的個(gè)數(shù)是偶數(shù)，那么校驗(yàn)位就置為1； 如果一個(gè)字符中"1"的個(gè)數(shù)是奇數(shù)，那么校驗(yàn)位就置為0；從而保證總的"1"的個(gè)數(shù)是奇數(shù)；比如設(shè)置數(shù)據(jù)位為8位，字符"A"是：0100 0001 其"1"的個(gè)數(shù)是2個(gè)，為偶數(shù)。那么校驗(yàn)位則為"1" 真正發(fā)送的信息為：0100 0001 1無校驗(yàn)：沒有校驗(yàn)位；校驗(yàn)位的作用：如果在傳輸過程中，由于干擾將某個(gè)"0"變成了"1"，偶校驗(yàn)

10、時(shí)，"1" 的個(gè)數(shù)因?yàn)楦蓴_變成奇數(shù)，奇校驗(yàn)時(shí)，"1" 的個(gè)數(shù)因?yàn)楦蓴_變成偶數(shù)，接收方會返回一個(gè)奇偶校驗(yàn)錯誤信息給發(fā)送方。 比如：當(dāng)采用奇校驗(yàn)時(shí)，發(fā)送"A"字符的 0100 0001 1當(dāng)傳輸?shù)浇邮辗剑捎诟蓴_變成了 0100 0011 1接收方接收到四個(gè)"1"，是偶數(shù)，不符合奇校驗(yàn)的"1"的個(gè)數(shù)為奇數(shù)的規(guī)定，所以返回一個(gè)奇偶校驗(yàn)錯誤信息給發(fā)送方！注意：奇偶校驗(yàn)方式不可能完全校驗(yàn)一個(gè)字符發(fā)送是否正確！比如采用奇校驗(yàn)方式時(shí)，發(fā)送"A"字符時(shí) 0100 0001 1由于干擾接收方接

11、收到的是 0100 0010 1 (是"B")由于只是"1"的位置改變了，"1"的個(gè)數(shù)還是奇數(shù)，雖然發(fā)送的是A，接收到的是B，但是奇校驗(yàn)還認(rèn)為是正確的字符；為了解決奇偶校驗(yàn)方式的上述缺陷，每種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議都會要求校驗(yàn)和計(jì)算，比如 MODBUS通訊協(xié)議的 RTU 方式是 CRC 校驗(yàn)計(jì)算； MODBUS通訊協(xié)議的 ASCII 方式是 LRC 校驗(yàn)計(jì)算；有些朋友對于奇偶校驗(yàn) 與 校驗(yàn)和計(jì)算 這兩個(gè)概念分不清楚。 奇偶校驗(yàn)：判斷一個(gè)字符傳輸?shù)氖欠裾_； 校驗(yàn)和： 判斷一組字符傳輸?shù)氖欠裾_；在停止位的解釋中，我計(jì)算過傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)位設(shè)為八位，停止

12、位設(shè)為2位的字符"A"的傳輸時(shí)間,一個(gè)起始位，兩個(gè)停止位，8 個(gè)數(shù)據(jù)位，總位數(shù)為11。 11/9600=0.0011 秒，即1.1 毫秒傳輸一個(gè)字符A，現(xiàn)在您應(yīng)該知道了，這個(gè)計(jì)算并不正確，因?yàn)闆]有加上校驗(yàn)位！ 現(xiàn)在我們重新計(jì)算： 通訊格式為：9600，o，8，2一個(gè)起始位，八個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)校驗(yàn)位，兩個(gè)停止位，總位數(shù)為12。12/9600=0.00125 秒，傳輸一個(gè)字符"A"需要1.25毫秒的時(shí)間；這個(gè)計(jì)算值才是最后的理論計(jì)算值！可以大致評估傳輸一組字符需要的時(shí)間！當(dāng)然，選用無校驗(yàn)方式，計(jì)算傳輸方式不需要加上校驗(yàn)位需要永遠(yuǎn)記住的是：*參預(yù)通訊的雙方設(shè)定的通訊格式必須一樣的*傳輸方式 傳輸方式?jīng)]什么好講，只是有初學(xué)者詢問我問題時(shí)，我問采用的通訊協(xié)議是什么，對方回答是485通訊，這明顯是搞亂了傳輸方式與通訊協(xié)議兩個(gè)概念，所以用一兩句話大致說一下： 485通訊，232通訊，這講的是采用何種傳輸方式！既然是傳輸方式，重要就是“傳輸”兩字，不管是232還是485，只是起到傳輸作用，可以傳輸MODBUS通訊協(xié)議信息，也可以傳輸其他通訊協(xié)議信息！ 或