MODBUSRTU通訊的簡要介紹

1、什么是MODBUS?MODBUS是MODICON公司最先倡導(dǎo)的一種軟的通訊規(guī)約，經(jīng)過大多數(shù)公司的實(shí)際應(yīng)用，逐漸被認(rèn)可，成為一種標(biāo)準(zhǔn)的通訊規(guī)約，只要按照這種規(guī)約進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊或傳輸，不同的系統(tǒng)就可以通訊。目前，在RS232/RS485通訊過程中，更是廣泛采用這種規(guī)約。常用的MODBUS通訊規(guī)約有兩種，一種是MODBUSASCII,種是MODBUSRTU。一般來說，通訊數(shù)據(jù)量少而且主要是文本的通訊則采用MODBUSASCII規(guī)約，通訊數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大而且是二進(jìn)制數(shù)值時(shí)，多采用MODBUSRTU規(guī)約。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，為了解決某一個(gè)特殊問題，人們喜歡自己修改MODBUS規(guī)約來滿足自己的需要（事實(shí)上，人們

2、經(jīng)常使用自己定義的規(guī)約來通訊，這樣能解決問題，但不太規(guī)范）。更為普通的用法是，少量修改規(guī)約，但將規(guī)約格式附在軟件說明書一起，或直接放在幫助中，這樣就方便了用戶的通訊。通訊協(xié)議簡介在本章主要講述如何利用軟件通過通訊口來操控該系列儀表。本章內(nèi)容的掌握需要您具有協(xié)議的知識(shí)儲(chǔ)備并且通讀了本冊(cè)其它章節(jié)所有內(nèi)容，對(duì)本產(chǎn)品功能和應(yīng)用概念有較全面了解。本章內(nèi)容包括：協(xié)議簡述，通訊應(yīng)用格式詳解，本機(jī)的應(yīng)用細(xì)節(jié)及參量地址表。協(xié)議簡述系列儀表使用的是通訊協(xié)議，協(xié)議詳細(xì)定義了校驗(yàn)碼、數(shù)據(jù)序列等,這些都是特定數(shù)據(jù)交換的必要內(nèi)容。協(xié)議在一根通訊線上使用主從應(yīng)答式連接（半雙工），這意味著在一根單獨(dú)的通訊線上信號(hào)沿著相反的兩

3、個(gè)方向傳輸。首先，主計(jì)算機(jī)的信號(hào)尋址到一臺(tái)唯一的終端設(shè)備（從機(jī)），然后，終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號(hào)以相反的方向傳輸給主機(jī)。協(xié)議只允許在主機(jī)（，等）和終端設(shè)備之間通訊，而不允許獨(dú)立的終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這樣各終端設(shè)備不會(huì)在它們初始化時(shí)占據(jù)通訊線路，而僅限于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號(hào)。查詢回應(yīng)周期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。1.2.2回應(yīng)如果從設(shè)備

4、產(chǎn)生一正常的回應(yīng)，在回應(yīng)消息中的功能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)：如寄存器值或狀態(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。1.3傳輸方式傳輸方式是指一個(gè)數(shù)據(jù)幀內(nèi)一系列獨(dú)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，下面定義了與協(xié)議-方式相兼容的傳輸方式。每個(gè)字節(jié)的位：個(gè)起始位個(gè)數(shù)據(jù)位，最小的有效位先發(fā)送無奇偶校驗(yàn)位1個(gè)停止位錯(cuò)誤檢測(cè)：（循環(huán)冗余校驗(yàn)）協(xié)議當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)終端設(shè)備時(shí)，它通過一個(gè)簡單的“端口”進(jìn)入被尋址到的設(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)

5、據(jù)，如果沒有錯(cuò)誤，就執(zhí)行數(shù)據(jù)所請(qǐng)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(jī)地址、被執(zhí)行了的命令、執(zhí)行命令生成的被請(qǐng)求數(shù)據(jù)和一個(gè)校驗(yàn)碼。發(fā)生任何錯(cuò)誤都不會(huì)有成功的響應(yīng)，或者返回一個(gè)錯(cuò)誤指示幀。數(shù)據(jù)幀格式地址（）域地址域在幀的開始部分，由一個(gè)字節(jié)（位二進(jìn)制碼）組成，十進(jìn)制為5在我們的系統(tǒng)中只使用124其7它,地址保留。這些位標(biāo)明了用戶指定的終端設(shè)備的地址，該設(shè)備將接收來自與之相連的主機(jī)數(shù)據(jù)。每個(gè)終端設(shè)備的地址必須是唯一的，僅僅被尋址到的終端會(huì)響應(yīng)包含了該地址的查詢。當(dāng)終端發(fā)送回一個(gè)響應(yīng)，響應(yīng)中的從機(jī)地址數(shù)據(jù)便告訴了主機(jī)哪

6、臺(tái)終端正與之進(jìn)行通信。功能（）域功能域代碼告訴了被尋址到的終端執(zhí)行何種功能。下表列出了該系列儀表用到的功能碼，以及它們的意義和功能。代碼意義行為讀數(shù)據(jù)寄存器獲得一個(gè)或多個(gè)寄存器的當(dāng)前二進(jìn)制值預(yù)置多寄存器設(shè)定二進(jìn)制值到一系列多寄存器中不對(duì)開放數(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(shí)采集到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容可能是數(shù)值、參考地址或者設(shè)置值。例如：功能域碼告訴終端讀取一個(gè)寄存器，數(shù)據(jù)域則需要指明從哪個(gè)寄存器開始及讀取多少個(gè)數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌的地址和數(shù)據(jù)依照類型和從機(jī)之間的不同內(nèi)容而有所不同。錯(cuò)誤校驗(yàn)域該域允許主機(jī)和終端檢查傳輸過程中的錯(cuò)誤。有時(shí)，由于電噪聲和其它干擾，一組數(shù)據(jù)在從一

7、個(gè)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)設(shè)備時(shí)在線路上可能會(huì)發(fā)生一些改變，出錯(cuò)校驗(yàn)?zāi)軌虮ＷC主機(jī)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，錯(cuò)誤校驗(yàn)使用了16位循環(huán)冗余的方法（錯(cuò)誤檢測(cè)的方法錯(cuò)誤校驗(yàn)（）域占用兩個(gè)字節(jié)，包含了一個(gè)位的二進(jìn)制值。值由傳輸設(shè)備計(jì)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(shí)重新計(jì)算值，然后與接收到的域中的值進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)值不相等，就發(fā)生了錯(cuò)誤。運(yùn)算時(shí)，首先將一個(gè)位的寄存器預(yù)置為全1然后連續(xù)把數(shù)據(jù)幀中的每個(gè)字節(jié)中的位與該寄存器的當(dāng)前值進(jìn)行運(yùn)算，僅僅每個(gè)字節(jié)的個(gè)數(shù)據(jù)位參與生成，起始位和終止位以及可能使用的奇偶位都不影響。在生成時(shí)，每個(gè)字節(jié)的位與寄存器中

8、的內(nèi)容進(jìn)行異或，然后將結(jié)果向低位移位，高位則用“0”補(bǔ)充，最低位（）移出并檢測(cè)，如果是，該寄存器就與一個(gè)預(yù)設(shè)的固定值（000）進(jìn)行一次異或運(yùn)算，如果最低位為0,不作任何處理。上述處理重復(fù)進(jìn)行，直到執(zhí)行完了8次移位操作，當(dāng)最后一位（第8位）移完以后，下一個(gè)8位字節(jié)與寄存器的當(dāng)前值進(jìn)行異或運(yùn)算，同樣進(jìn)行上述的另一個(gè)8次移位異或操作，當(dāng)數(shù)據(jù)幀中的所有字節(jié)都作了處理，生成的最終值就是值。生成一個(gè)的流程為：預(yù)置一個(gè)位寄存器為0（全），稱之為寄存器。把數(shù)據(jù)幀中的第一個(gè)字節(jié)的位與寄存器中的低字節(jié)進(jìn)行異或運(yùn)算，結(jié)果存回寄存器。將寄存器向右移一位，最高位填以0,最低位移出并檢測(cè)。如果最低位為0：重復(fù)第三步（下一

9、次移位）；如果最低位為，將寄存器與一個(gè)預(yù)設(shè)的固定值（000）進(jìn)行異或運(yùn)算。重復(fù)第三步和第四步直到次移位。這樣處理完了一個(gè)完整的八位。6重復(fù)第2步到第5步來處理下一個(gè)八位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。最終寄存器的值就是的值。此外還有一種利用預(yù)設(shè)的表格計(jì)算的方法，它的主要特點(diǎn)是計(jì)算速度快，但是表格需要較大的存儲(chǔ)空間，該方法此處不再贅述，請(qǐng)參閱相關(guān)資料。，.6通訊應(yīng)用格式祥解本節(jié)所舉實(shí)例將盡可能的使用如圖所示的格式，（數(shù)字為，6進(jìn)制）。:從機(jī)地址:功能碼:數(shù)據(jù)起始地址寄存器高字節(jié):數(shù)據(jù)起始地址寄存器低字節(jié):數(shù)據(jù)讀取個(gè)數(shù)寄存器高字節(jié):數(shù)據(jù)讀取個(gè)數(shù)寄存器低字節(jié)循環(huán)冗余校驗(yàn)高字節(jié)循環(huán)冗余校驗(yàn)低字節(jié)1.6.1讀數(shù)據(jù)（功能碼0）3l查詢數(shù)據(jù)幀此功能允許用戶獲得設(shè)備采集與記錄的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)參數(shù)。主機(jī)一次請(qǐng)求的