一图读懂modbus 协议

发布网友发布时间：2024-07-04 04:09

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热心网友时间：2024-07-04 10:40

掌握Modbus协议，就像打开了工业通信的宝箱。Modbus，由Modicon公司在1979年诞生，因其免费、简单且接口丰富，已成为工业界的标准。它兼容多种电气接口，如RS232、RS485和TCP/IP，消息帧结构清晰简洁。它的核心在于线圈和寄存器的概念：线圈代表布尔值，寄存器则储存非布尔数据，划分了只读和读写区域，用数字标识，如1-4096。地址由区号和相对地址组成，通常在1-10000的范围内活动，功能码则扮演着行为指南的角色，区分读取、写入等操作。

Modbus是标准化的通信协议，支持串口和以太网，包含RTU、ASCII和TCP三种变种。功能码分为核心行为和诊断码，报文结构包括从站地址、功能码、数据和校验。理解计算机基础知识，如位与字节的转换、16进制的优势、高低字节的区别以及小端与大端模式，将有助于解析报文。例如，大端模式下，32位的0x12345678在内存中的表示顺序是高地址到低地址。

深入解析Modbus报文格式：

读输出线圈：

读输入线圈：

读保持寄存器：

读输入寄存器：

预置单线圈：

预置单寄存器：

当执行线圈预置操作时，将0x0106的值（从站地址、功能码）和0xCD00的值写入0x0013的线圈地址，覆盖00020到00029范围。

预置多寄存器操作：0x0087的地址写入2个寄存器，内容分别为0x0105和0x0A10。

在Modbus TCP中，与UDP的差异主要在于TCP的校验和及IP地址，MBAP报文头占据7字节的结构。

MBAP报文头示例：展示了TCP独有的报文头部设计。

让我们进一步探索以太网链路上的Modbus报文细节：

读取输出线圈：

读取输入线圈：

读取保持寄存器：

读取输入寄存器：

预置操作继续进行：单线圈0x00AC置位1号从站的00173，单寄存器0x0087预置值为40136的0x039E。

预置多线圈：写入0x0013的线圈00020-00029，共10个，值为0xCD00。

而预置多寄存器操作涉及40136和40137，内容分别为0x0105和0x0A10。

CRC校验是RTU传输过程中的关键步骤，确保数据的完整性，校验错误时，接收方会发现数据不匹配。