MODBUS協(xié)議(功能碼及報(bào)文解析)485功能碼之歐陽家百創(chuàng)編

2023.02.02歐陽索引創(chuàng)編2023.02.02歐陽索引創(chuàng)編2023.02.02歐陽索引創(chuàng)編2023.02.02歐陽索引創(chuàng)編Modbus是一種串行通信協(xié)1979Modbus是一種串行通信協(xié)1979年，為使用可編程規(guī)律掌握器〔PLC〕而發(fā)表的。事實(shí)上，它已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議，并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設(shè)備之間相當(dāng)常用的連接方式。Modbus比其他通信協(xié)議使用的更廣泛的主要緣由有：公開發(fā)表并且無版稅要求相對(duì)簡潔的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)部署對(duì)供給商來說，修改移動(dòng)原生的位或字節(jié)沒有很多限制Modbus允很多個(gè)設(shè)備連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)展通信，舉個(gè)例子，一個(gè)由測(cè)量溫度和濕度的裝置，并且將結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)。在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視掌握系統(tǒng)〔SCADA〕中，Modbus通常用remoteterminalunit(RTU)。Modbus協(xié)議目前存在用于串口、以太網(wǎng)以及其他支持互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)的版本。大多數(shù)Modbus設(shè)備通信通過串口物理層進(jìn)展。對(duì)于串行連接，存在兩個(gè)變種，它們?cè)跀?shù)值數(shù)據(jù)表示不同和協(xié)議細(xì)節(jié)上略有不同。ModbusRTU是一種緊湊的，承受二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)的方式，ModbusASCII是一種人類可讀的，冗長的表示方式。這兩個(gè)變種都使用串行通訊〔serialcommunication〕方式。RTUASCII格式承受縱向冗余校驗(yàn)的校驗(yàn)和。被配置為RTU變種的節(jié)點(diǎn)不會(huì)和ASCII變種的節(jié)點(diǎn)通信，反之亦然。對(duì)于通過〔例如〕的連接，存在多個(gè)Modbus/TCP變種，這種方式不需要校驗(yàn)和的計(jì)算。對(duì)于全部的這三種通信協(xié)議在數(shù)據(jù)模型和功能調(diào)用上都是一樣的，只有封裝方式是不同的。ModbusModbusPlus(Modbus+MB+)，不過此協(xié)定是ModiconModbus不同。它需要一個(gè)特地1Mbit/s的，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有轉(zhuǎn)換隔離裝置，是一種承受轉(zhuǎn)換／邊緣觸發(fā)而不是電壓／水平觸發(fā)的裝置。連接ModbusPlus到計(jì)算機(jī)需要特別ISA〔SA85〕,PCIPCMCIA總線的板卡。Modbusmaster/slave架構(gòu)的協(xié)議。有一個(gè)節(jié)點(diǎn)是masterModbusslave節(jié)slave設(shè)備都有一個(gè)唯一的地址。在串行和MB+網(wǎng)絡(luò)中，只有被指定為主節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)可以啟動(dòng)一個(gè)命令〔在以太網(wǎng)上，任何一個(gè)設(shè)備都能發(fā)送一個(gè)Modbus命令，但是通常也只有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)設(shè)備啟動(dòng)指令〕。一個(gè)ModBus命令包含了打算執(zhí)行的設(shè)備的Modbus地址。全部設(shè)備都會(huì)收到命令，但只有指定位置的設(shè)備會(huì)執(zhí)行及回應(yīng)指令〔00的指令是播送指令，全部收到指令的設(shè)備都會(huì)執(zhí)行，不過不回應(yīng)指令〕。全部的Modbus命令包含了檢查碼，以確定到達(dá)的命令沒有被破壞。根本的ModBus命令能指令一個(gè)RTU轉(zhuǎn)變它的存放器的某個(gè)值，掌握或者讀取一個(gè)I/O端口，以及指揮設(shè)備回送一個(gè)或者多個(gè)其存放器中的數(shù)據(jù)。modems和網(wǎng)關(guān)支持Modbus協(xié)議，由于Modbus協(xié)議很簡潔而且簡潔復(fù)制。它們當(dāng)中一些為這個(gè)協(xié)議特別設(shè)計(jì)的。有使用有線、無線通信甚至短消息和GPRS的不同實(shí)現(xiàn)。不過設(shè)計(jì)者需要抑制一些包括高延遲和時(shí)序的問題。MODBUS通信過程如以下圖MODBUSRTU報(bào)文格式起始位設(shè)備地址功能代碼T1-T2-8Bit 8BitT3-T4MODBUSASCII報(bào)文格式設(shè)備地

數(shù)據(jù) CRC校驗(yàn) 完畢符T1-T2-n個(gè)8Bit 16BitT3-T4LRC起始位 功能代碼 址

完畢符驗(yàn)2個(gè)字 1個(gè)字符 2個(gè)字符n個(gè)字符符 符MODBUSTCP報(bào)文

2交互標(biāo)識(shí)協(xié)議標(biāo)識(shí)報(bào)文長度設(shè)備標(biāo)識(shí)功能代碼 數(shù)據(jù)2

2字節(jié) 2字節(jié) 1字節(jié)n個(gè)字符前 備地址實(shí)際上MODBUSRTUASCII的內(nèi)容是完全一樣的，不同ASCII方式用“：”標(biāo)識(shí)幀起始，用“CRLF”標(biāo)識(shí)幀完畢。校驗(yàn)承受LRC，把RTU2個(gè)ASCIIRTU01只有一個(gè)字節(jié)，在ASCII方式下轉(zhuǎn)換成字符串“01”〔163031〕。MODBUSTCP中的設(shè)備標(biāo)識(shí)，功能碼等與MODBUSRTUMODBUSRTU報(bào)文的前邊加了一個(gè)頭，去掉了CRC校驗(yàn)這個(gè)尾。MODBUS4種根本數(shù)據(jù)類型：可讀寫位數(shù)據(jù)，1616位數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)分別被稱為線圈狀態(tài)，輸入狀態(tài)，輸入存放器，保持存放器。MODBUS1開頭的數(shù)組，訪問時(shí)需要指明從哪個(gè)地址開頭訪問，訪問多少個(gè)數(shù)據(jù)。下表是MODBUS的功能碼。ModBus功能碼功能名稱 作用碼讀取線圈狀態(tài)讀取輸入狀態(tài)強(qiáng)置單線圈預(yù)置單存放器讀取特別狀態(tài)回送診斷校驗(yàn)

〔ON/OFF)〔ON/OFF)值值強(qiáng)置一個(gè)規(guī)律線圈的通斷狀態(tài)把具體二進(jìn)值裝入一個(gè)保持存放器取狀態(tài)鑒編程〔只用于484〕使主機(jī)模擬編程器作用，修改PC從機(jī)規(guī)律控詢〔只用于484〕可使主機(jī)與一臺(tái)正在執(zhí)行長程序任務(wù)從機(jī)通讀取大事計(jì)數(shù) 可使主機(jī)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(cuò)誤時(shí)可是主機(jī)檢索每臺(tái)從機(jī)的ModBus事務(wù)處理通讀取通信大事記錄信大事記錄。假設(shè)某項(xiàng)事務(wù)處理完成，記錄會(huì)給出有關(guān)錯(cuò)誤PC584〕14 探詢〔184/384484584〕

13強(qiáng)置多線圈預(yù)置多存放器報(bào)告從機(jī)標(biāo)識(shí)84〕讀取通用參20〔584L〕21 寫入通用參數(shù)〔584L〕22～保存作擴(kuò)展功能備64 用65～保存以備用戶功能72 所用73～非法功能119120～保存127128～保存255各個(gè)功能碼對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型代 碼01 讀

強(qiáng)置一串連續(xù)規(guī)律線圈的通斷把具體的二進(jìn)制值裝入一串連續(xù)的保持存放器示燈的狀態(tài)可使主機(jī)模擬編程功能，修改PC狀態(tài)規(guī)律態(tài)，可重置挨次字節(jié)顯示擴(kuò)展存儲(chǔ)器文件中的數(shù)據(jù)信息把通用參數(shù)寫入擴(kuò)展存儲(chǔ)文件，或修改之留作用戶功能的擴(kuò)展編碼數(shù)據(jù)類型位02讀位03讀1604讀1605寫位06寫1615寫位16寫16MODBUS協(xié)議相當(dāng)簡單，但是常用的命令也就簡潔的幾個(gè)，01，02，03，04，05，06，15，16號(hào)命令。各個(gè)命令的功能和報(bào)文如下：命令讀取線圈狀態(tài)MODBUS00001～MODBUS懇求功能碼讀取數(shù)量MODBUS響應(yīng)功能碼線圈狀態(tài)

BYTEBYTE2BYTE1BYTE1BYTEnBYTE

0X010X0000TO0XFFFF1TO2023(0X7D0)0X01Nn=NorN+1N=讀取數(shù)量/8 假設(shè)余數(shù)不為0則N=N+1錯(cuò)誤響應(yīng)功能碼舉例

1BYTE1BYTE

0X01+0X800x1or0x2or0x3or0x4

懇求數(shù)據(jù)〔hex〕01

響應(yīng)數(shù)據(jù)〔hex〕01起始地址高(字節(jié)) 00起始地址低(字節(jié)) 13讀取數(shù)量高(字節(jié)) 00讀取數(shù)量低(字節(jié)) 13

字節(jié)計(jì)數(shù) 0327〔h〕～20狀 CD態(tài)35〔h〕～28狀 6B態(tài)38〔h〕～36狀 05態(tài)命令讀取輸入狀態(tài)MODBUS10001～MODBUS懇求功能碼讀取數(shù)量MODBUS響應(yīng)功能碼

BYTEBYTE2BYTE1BYTE1BYTEnBYTE

0X020X0000TO0XFFFF1TO2023(0X7D0)0X02Nn=NorN+1N=讀取數(shù)量/8 假設(shè)余數(shù)不為0則N=N+1錯(cuò)誤響應(yīng)功能碼舉例

1BYTE1BYTE

0X02+0X800x1or0x2or0x3or0x4懇求響應(yīng)域名稱數(shù)據(jù)〔hex〕域名稱數(shù)據(jù)〔hex〕功能碼02功能碼02起始地址高(字節(jié))00字節(jié)計(jì)數(shù)03起始地址低(字節(jié))C4204(h)～197狀態(tài)AC讀取數(shù)量高(字節(jié))00212(h)～205狀態(tài)DB讀取數(shù)量低(字節(jié))16218(h)～213狀態(tài)3503讀保持存放器MODBUS40001～MODBUS懇求功能碼1BYTE0X03起始地址2BYTE0X0000TO0XFFFF讀取數(shù)量2BYTE1TO125(0X7D)MODBUS響應(yīng)功能碼1BYTE0X03字節(jié)計(jì)數(shù)1BYTEN*2輸入狀態(tài)N*2BYTE錯(cuò)誤響應(yīng)功能碼1BYTE0X03+0X80錯(cuò)誤代碼1BYTE0x1or0x2or0x3or0x4舉例懇求響應(yīng)域名稱數(shù)據(jù)〔hex〕域名稱數(shù)據(jù)〔hex〕功能碼03功能碼03起始地址高(字節(jié))00字節(jié)計(jì)數(shù)06起始地址低(字節(jié))6B存放器高〔108〕02讀取數(shù)量高(字節(jié))00存放器低〔108〕2B讀取數(shù)量低(字節(jié))03存放器高〔109〕00存放器低〔109〕00存放器高〔110〕00存放器低〔110〕 64輸入存放器MODBUS30001～MODBUS懇求功能碼讀取數(shù)量MODBUS響應(yīng)功能碼錯(cuò)誤響應(yīng)功能碼舉例

BYTEBYTE2BYTE1BYTE1BYTEN*2BYTE1BYTE1BYTE

0X040X0000TO0XFFFF1TO125(0X7D)0X04N*20X04+0X800x1or0x2or0x3or0x4懇求響應(yīng)域名稱數(shù)據(jù)〔hex〕域名稱數(shù)據(jù)〔hex〕功能碼04功能碼04起始地址高(字節(jié))00字節(jié)計(jì)數(shù)02起始地址低(字節(jié))08輸入存放器高〔9〕00讀取數(shù)量高(字節(jié))00輸入存放器低〔9〕0A讀取數(shù)量低(字節(jié))01設(shè)置單個(gè)繼電器狀態(tài)MODBUS懇求功能碼1BYTE0X05設(shè)置地址2BYTE0X0000TO0XFFFF設(shè)置內(nèi)容2BYTE0x0000OR0XFF000x0000釋放繼電器0xff00吸合繼電器MODBUS響應(yīng)功能碼錯(cuò)誤響應(yīng)功能碼舉例(6號(hào)繼電器)懇求

BYTEBYTE2BYTE1