Modbus功能表

1、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1ModBus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(dāng)前狀態(tài)（ON/OFF）02讀取輸入狀態(tài)取得一組開(kāi)關(guān)輸入的當(dāng)前狀態(tài)（ON/OFF）03讀取保持寄存器在一個(gè)或多個(gè)保持寄存器中取得當(dāng)前的二進(jìn)制值04讀取輸入寄存器在一個(gè)或多個(gè)輸入寄存器中取得當(dāng)前的二進(jìn)制值05強(qiáng)置單線圈強(qiáng)置一個(gè)邏輯線圈的通斷狀態(tài)06預(yù)置單寄存器把具體二進(jìn)值裝入一個(gè)保持寄存器07讀取異常狀態(tài)取得8個(gè)內(nèi)部線圈

2、的通斷狀態(tài)，這8個(gè)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(shuō)明從機(jī)狀態(tài)，短報(bào)文適宜于迅速讀取狀態(tài)08回送診斷校驗(yàn)把診斷校驗(yàn)報(bào)文送從機(jī)，以對(duì)通信處理進(jìn)行評(píng)鑒09編程（只用于484）使主機(jī)模擬編程器作用，修改PC從機(jī)邏輯10控詢（只用于484）可使主機(jī)與一臺(tái)正在執(zhí)行長(zhǎng)程序任務(wù)從機(jī)通信，探詢?cè)搹臋C(jī)是否已完成其操作任務(wù)，僅在含有功能碼9的報(bào)文發(fā)送后，本功能碼才發(fā)送11讀取事件計(jì)數(shù)可使主機(jī)發(fā)生單詢問(wèn)，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(cuò)誤時(shí)12讀取通信事件記錄可是主機(jī)檢索每臺(tái)從機(jī)的ModBus事務(wù)處理通信事件記錄。如果杲項(xiàng)事務(wù)處理完成，記錄會(huì)給由有關(guān)錯(cuò)誤13編程(184

3、/384484584)可使主機(jī)模擬編程器功能修改PC從機(jī)邏輯14探詢(184/384484584)可使主機(jī)與正在執(zhí)行任務(wù)的從機(jī)通信，定期控詢?cè)搹臋C(jī)是否已完成其程序操作，僅在含有功能13的報(bào)文發(fā)送后，本功能碼才得發(fā)送15強(qiáng)置多線圈強(qiáng)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(jìn)制值裝入一串連續(xù)的保持寄存器17報(bào)告從機(jī)標(biāo)識(shí)可使主機(jī)判斷編址從機(jī)的類型及該從機(jī)運(yùn)行指示燈的狀態(tài)18(884和MICRO84)可使主機(jī)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(cuò)誤后，是從機(jī)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(kuò)展存儲(chǔ)器文件中的數(shù)據(jù)信息21寫入通用參數(shù)(584L

4、)把通用參數(shù)寫入擴(kuò)展存儲(chǔ)文件，或修改之2264保留作擴(kuò)展功能備用6572保留以備用戶功能所用留作用戶功能的擴(kuò)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(gè)主機(jī)，所有通信都由他發(fā)生。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)。表2是ModBus各功能碼對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。表2ModBus功能碼與數(shù)據(jù)類型對(duì)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(diǎn)型04讀整型、狀態(tài)字、浮點(diǎn)型05寫位06寫整型、字符型、狀態(tài)

5、字、浮點(diǎn)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(diǎn)型17讀字符型（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。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(jiàn)表3表3ASCII和RTU傳輸模式的特性特性ASCII（7位）RTU（8位）編碼系統(tǒng)十六進(jìn)制（使用ASCII可打印字符：09,AF）二進(jìn)制每個(gè)字符的位數(shù)開(kāi)始位1位1位數(shù)據(jù)位（最低有效位第一位）7位8位奇偶校

6、驗(yàn)（任選）1位（此位用于奇偶校驗(yàn)，無(wú)校應(yīng)則無(wú)該位）1位（此位用于奇偶校驗(yàn)，無(wú)校應(yīng)則無(wú)該位）停止位1或2位1或2位錯(cuò)誤校驗(yàn)LRC（即縱向冗CRC（即循環(huán)冗余校驗(yàn)）余校驗(yàn)）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

7、，止匕外，用RTU模式時(shí)報(bào)文字符必須以連續(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。表4給由了以RTU方式讀取整數(shù)據(jù)的例子以RTU方式讀取整數(shù)據(jù)的例子主機(jī)請(qǐng)求地址功能碼第一個(gè)寄存器的高位地址第一個(gè)寄存器的低位地址寄存器的數(shù)量的高位寄存器的數(shù)量的底位錯(cuò)誤校驗(yàn)010300380001XX從機(jī)應(yīng)答地址功能碼字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)高字節(jié)數(shù)據(jù)低字節(jié)錯(cuò)誤校驗(yàn)010324124XX十六進(jìn)制數(shù)4124表示的十進(jìn)制整數(shù)為16676,錯(cuò)誤校驗(yàn)值要根據(jù)傳輸方式而定。（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)）CRC-16錯(cuò)誤校驗(yàn)程序如下：報(bào)文（此處只涉及數(shù)據(jù)位

8、，不指起始位、停止位和任選的奇偶校驗(yàn)位）被看作是一個(gè)連續(xù)的二進(jìn)制，其最高有效位（MSB）首選發(fā)送。報(bào)文先與XT16相乘（左移16位），然后看XT16+XT15+XT2+除，XT16+XT15+XT2+1以表示為二進(jìn)制數(shù)11000000000000101。整數(shù)商位忽略不記，16位余數(shù)加入該報(bào)文（MSB先發(fā)送），成為2個(gè)CRC校驗(yàn)字節(jié)。余數(shù)中的1全部初始化，以免所有的零成為一條報(bào)文被接收。經(jīng)上述處理而含有CRC字節(jié)的報(bào)文，若無(wú)錯(cuò)誤，到接收設(shè)備后再被同一多項(xiàng)式（XT16+XT15+XT2+1除，會(huì)得到一個(gè)零余數(shù)（接收設(shè)備核驗(yàn)這個(gè)CRC字節(jié)，并將其與被傳送的CRC比較）。全部運(yùn)算以2為模（無(wú)進(jìn)位）。習(xí)

9、慣于成串發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備會(huì)首選送由字符的最右位（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(jiàn)，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(kāi)始8位字節(jié)進(jìn)行異或"運(yùn)算。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。若向右（標(biāo)記位）移由的數(shù)位是1,則生成多項(xiàng)式1010000000000001和這個(gè)寄存器進(jìn)行異或”運(yùn)算；若向右移

10、由的數(shù)位是0,則返回。重復(fù)和，直至移由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，在莫些非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XT16+XT15+XT2+1,單首次裝入的16位寄存器為0000;使用CRC16的反序XT16+XT14+XT1+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ASCII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(jiàn)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)。表5LRC生成范例讀取02號(hào)從機(jī)的前8個(gè)線圈十六進(jìn)制二進(jìn)制地址0200000010功能碼0100000001起始地址高位0000000000起始地址低位0000000000單元數(shù)量00